紫金山天文台|太空探索:人类是否会污染火星( 二 )


被送入太空的微生物对宇航员来说也可能是更直接的问题 , 会对他们的健康构成威胁 , 如果他们与微生物菌落粘在一起 , 甚至可能导致生命维持设备发生故障 。
但行星环保是双向的 。 行星保护的另一个组成部分是避免“逆向污染” , 即带回地球的东西会对包括人类在内的地球生命构成威胁 。 这是许多科幻电影的主题 , 其中一些虚构微生物威胁着地球上的所有生命 。 当美国宇航局和欧洲航天局在2028年向火星发射探测器时 , 这可能成为一个非常现实的问题——如果一切按照目前的计划进行 , 2032年返回时将带回第一批火星样本 。
然而 , 如果我们确实在火星上发现生命的迹象 , 那就有可能首先来自地球 。 自两架苏联探测器于1971年登陆火星表面 , 随后是1976年美国海盗1号(Viking 1)着陆器 , 这个红色星球上可能有一些微生物的痕迹 , 也许还有人类DNA 。 考虑到全球沙尘暴和可能随这些航天器而来的微量DNA , 我们必须确认我们发现的火星生命并非来自地球 。
但是 , 即使“毅力号”或者之前的任务确实偶然地将生物体或DNA从地球带到火星 , 我们也有办法将其与任何真正源自火星的生命区分开来 。 DNA序列中隐藏着关于其来源的信息 。 一个正在进行的名为Metasub(地铁和城市生物群落的宏基因组学)的项目正在对世界上100多个城市的DNA进行测序 , 我们实验室的研究人员 , Metasub团队 , 瑞士的一个研究小组刚刚发布了这些和其他全球宏基因组数据 , 以创建一个“行星基因索引” , 收录了迄今为止观察到的所有已测序的DNA 。
将在火星上发现的任何DNA与喷气推进实验室的洁净室、世界各地地铁、临床样本、废水或毅力号探测器离开地球前所看到的序列进行比较 , 应该有可能看到这些火星生物是否真正来自地球以外 。
即使我们对太阳系的探索无意中把微生物带到了其他行星上 , 它们很可能不会像离开地球时那样 。 太空旅行的考验和他们遇到的不寻常的环境将对他们留下印记 , 并导致他们进化 。 如果一种来自地球的生物体已经适应了太空或火星 , 我们手中的遗传学工具可以帮助我们弄清楚微生物是如何以及为什么发生变化的 。
事实上 , 喷气推进实验室和我们实验室的科学家们 , 最近在国际空间站上发现了奇怪的新物种 , 包含一些类似于在洁净室中发现的适应性(包括抗高水平辐射)物种 。 随着越来越多的极端物种被编入一个名为“极端微生物组计划”(extreme Microbiome Project)的项目中 , 他们也有可能在未来成为人类进化工具箱中的工具 。 例如 , 我们可以利用他们的适应性来寻找新的防晒基因 , 或新的DNA修复酶 , 以防止导致癌症的有害突变 , 或帮助开发新药物 。
最终 , 人类将携带着生活在我们体内的混合微生物踏上火星 。 这些微生物也可能会适应、变异 。 我们也可以从他们身上学习 。 他们甚至可能让那些去火星的人更容易在火星上生活 , 因为适应火星环境的独特基因组可以被测序 , 然后传回地球进一步鉴定 , 然后用于两个星球上的治疗和研究 。
我们正在跨入行星生物学新时代 , 我们将了解生物在一个星球上的适应性 , 并将其应用到另一个星球上 。 进化和遗传适应的教训铭刻在每一种生物的DNA中 , 火星的环境也不会有什么不同 。 当我们对这些生物进行排序时 , 新生物会铭刻下火星对他们的改变 , 开启全新的进化文献目录 。
这不仅仅是出于无聊的好奇心 , 而是我们人类保护所有其他物种的责任 。 只有人类才懂得灭绝 , 因此也只有人类才能阻止它 , 这适用于今天 , 也适用于几十亿年后 , 当地球上的海洋开始沸腾 , 地球变得太热 , 无法生存时 。 当我们开始向其他恒星进发时 , 我们将不可避免地违反行星物种保护 , 但那时我们别无选择 。 最终 , 谨慎和负责任的正向污染是保护生命的唯一方法 , 这是我们在未来500年必须开始实现的飞跃 。