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被忽視的地外生命探索之路:是否應從太空病毒入手?

發佈時間:2018-02-24 11:38:41  |  來源:新浪網  |  作者:   |  責任編輯:科學頻道

新浪科技訊北京時間2月24日消息,據國外媒體報道,病毒這種不完全生命形式很容易讓人們忽略,但是它們是一種可靠的生命跡象,並且在太空中能夠發現它們是非常令人興奮的。

近年來,一些億萬富翁和政府機構開始熱衷搜尋地外生命,美國宇航局開始將探索重點轉至天體生物學領域。其中一個被忽視、最貌似真實的理論是:太空病毒。雖然一些人對微觀等級的噬菌體不予考慮,認為它們不如科幻電影中身體發光的綠色外星人令人興奮,但事實上如果科學家首次發現太空病毒將是非常令人激動的事情。

所有這一切聽起來有點兒瘋狂,畢竟天體生物學具有科學專業化,是我們未來探索發展的方向。美國國會已安排美國宇航局開始“探索宇宙中生命的起源、進化、分佈和未來發展”。在地球上,所有的科研項目均與病毒有著密切關係,問題在於病毒對於地球生命的重要性並非是在科學家或者公眾中廣為人知的。美國宇航局病毒焦點團隊聯合主席肯·斯特德曼(Ken Stedman)希望進一步描繪病毒的輪廓,並恢復它們對天體生物學領域的重要地位。近期,斯特德曼和其他兩位科學家發表了一份評論報告,這兩位科學家分別是:美國加州大學伯克利分校亞倫·伯利納(Aaron Berliner)和東京理工學院的Tomohiro Mochizuki,他們展示了我們如何、在哪以及為什麼搜尋這些微小的不完全生命形式。

這是一個令人信服的論點,首先,病毒是生命自身很好的一個指示器:無論在地球的任何地方,都會存在著病毒,而且幾乎總是存在相當大的數量。一些科學家認為從宇宙初期就是這樣。我們知道,構成某些病毒的遺傳物質RNA,在DNA出現之前就已存在。這是所有其他物種所需要的遺傳物質,事實上所有現代病毒都依賴於細胞繁殖,從而導致了一些“先有雞還是先有蛋”的情況。

近年來,一些億萬富翁和政府機構開始熱衷搜尋地外生命,美國宇航局開始將探索重點轉至天體生物學領域。其中一個被忽視、最貌似真實的理論是:太空病毒。

近年來,一些億萬富翁和政府機構開始熱衷搜尋地外生命,美國宇航局開始將探索重點轉至天體生物學領域。其中一個被忽視、最貌似真實的理論是:太空病毒。

美國國家衛生研究所(NIH)的尤金·庫寧(Eugene V。 Koonin)花費幾十年時間調查分析生命的進化,在2006年發表的一篇具有里程碑意義的論文中,他提出一個“病毒世界”的案例,這是關於病毒早于細胞出現的一個起源故事,一旦它們具有細菌或者其他生命形式進行捕食時,才會變成細胞內寄生蟲(該過程中失去獨立複製的能力)。很難確切地知道病毒是如何地表現,很明顯,像病毒一樣的實體出現在細胞形成之前,就像現今我們所知道的那樣,但是沒有人能夠證實現代病毒是它們的直系後代。但是即使涉及生命起源的病毒的性質和範圍仍然存在爭議,它們作為當代進化的驅動者是無可爭議的。正如美國微生物學會的一篇報道所説:“如果沒有病毒,地球上的生命將非常不同,或許根本就沒有生命。”

一些理論非常重要:與普遍觀點相反,一些病毒可以永久地成為一種強大力量。它們非但不會危害所觸及的所有事物,而且還會植入宿主體,成功地棲息在原本完全不適宜居住的環境。例如:一旦被病毒感染,一些依賴陽光獲取能量的藍藻細菌就能夠進行光合作用,並且在未受感染細菌無法生存的條件下茁壯生長。雖然未遭受感染的細胞持續嚴重受損或者在陽光過於強烈時會死亡,但是這些噬菌體積極尋求保護自己,同時也保護了宿主體。事實上,地球上被病毒感染的細胞能夠為地球貢獻5%的氧氣。斯特德曼説:“病毒的‘口碑很差’,當多數人想到病毒的時候,自然會聯想到病毒會使人們患病,但事實地球上導致疾病的病毒僅佔少數,同時其他星球上也可能是這樣的。”

在生物適應新環境的過程中,病毒已形成(並且繼續形成)無數的生態系統。同時,病毒並不會僅在地球上扮演著如此重要的角色,它們也應當存在於宇宙許多星球上。斯特德曼説:“我認為了解病毒最關鍵的一點是,它們的數量簡直是天文數字,1毫升海水中會存在著1000萬個病毒顆粒。因此科學家對木衛二地下海洋頗感興趣,這並不奇怪,或許木衛二地下海洋隱藏著大量未知生命形式。”

當然,在外太空尋找病毒並不等同於發現生命,斯特德曼和他的同事將太空病毒歸類為生命的間接證據,同時,太空病毒究竟是什麼,仍存在著爭議,考慮到它需要共同選擇細胞機制進行繁殖和擴展。

儘管如此,研究人員認為,如果一個病毒粒子(或者一個類似病毒的顆粒)能夠明確在一個地外樣本中發現,很少人會聲稱這不是生命的證據,無論這些地外樣本來自於何處。這在理論上是行得通的,如果這些假設的病毒,不像是我們在地球上發現的那樣,它們能夠自維持生存,符合美國宇航局對地外生命形式的評估標準。如果不是,那就意味著一個真實的生物體存在於附近。

遺憾的是,當前實現搜尋太空病毒的技術並不成熟,斯特德曼承認傳動電子顯微鏡不太可能儘快地裝載在太空飛船上,同時,掃描電子顯微鏡不會並不總是形成高解析度圖像探測到太空病毒。但是裝配適當的儀器,斯特德曼認為將會在一些星球上發現神秘的地外病毒形式。他的理想實施是在木衛二表面冰層之下放置一個透射電子顯微鏡,木衛二被科學家普遍認為是太陽系舉在地外生命的最佳勘測地點。

“蜻蜓無人機任務”是美國宇航局計劃本世紀20年代中期發射的兩個太空任務之一,斯特德曼表示,很有可能“蜻蜓無人機任務”會在土衛六發現病毒的證據,未來我們抵達土衛六隻需完善相關的勘測設備儀器。

斯特德曼指出,如果我們有一種方法能夠首先探測到太空病毒,我認為這將揭曉關於生命本身的一些基本資訊。如果我們在太空中發現與病毒相關聯的生命形式,這將為病毒是生命必不可少部分假設提供支援。同時,如果我們發現地外生命並不與病毒産生關聯,那麼我們將知道這些神秘的生命與地球生命完全不同,這將是開啟勘測地外生命的一個新開始。(葉傾城)