微生物在太空中的生存與潛在風險

美國太空總署（NASA；美國國家航空暨太空總署／美國宇航局）的「毅力號」（Perseverance）火星探測車正在火星採集和分析岩石樣本。天文學家正在宇宙中尋找可能擁有類似地球大氣層的行星。我們也在聆聽來自太空的無線電訊號，希望捕捉到可能由銀河系遙遠行星傳來的訊號。

這些複雜任務都有一個共同目標：找出地球以外是否存在生命，或是否曾經存在生命。

人類數十年來一直在尋找地球以外的生命跡象，但任何外星生命未必像電影中的綠色外星人。事實上，天體生物學家兼作家米凱拉·穆西洛娃博士（Dr Michaela Musilova）說，它們很可能是微生物。她曾與美國太空總署和歐洲太空總署（ESA；歐洲宇航局）等機構合作研究。

然而，如果我們真的在太空中發現微生物，它們會令我們生病嗎？隨着人類前往距離地球愈來愈遠的地方，我們會不會反過來成為把這些微生物帶到太空的人？

惡劣環境

穆西洛娃在BBC播客節目《CrowdScience》中表示，細菌等簡單生物最有可能在太空的惡劣環境中存活。

她說，地球上的一些細菌可以在太空中長時間生存，因為它們能形成孢子，進入一種休眠狀態，從而抵受輻射。

她解釋：「它們會在細胞中形成一層厚厚的保護殼，DNA會緊密地包裹起來，並受到特殊蛋白質保護。這些蛋白質的作用某程度上就像安全帶。」

「它們把DNA固定在原位，因為輻射往往會令DNA斷裂成細小碎片。」

穆西洛娃說，一些理論認為，細菌孢子或許可以在太空存活數千年。不過，她指出，這些理論仍屬假設，因為科學家在國際太空站進行這方面實驗的時間還不算長。

從太空到地球

科學家需要回答的一個重要問題，是外太空可能存在的微生物生命會否被帶回地球——亦即是「逆向污染」。它們會否對人類有害？

專家小組過去曾表示，來自火星表面的樣本對地球造成危害的風險「極低」。不過穆西洛娃說，美國太空總署等太空機構仍然「相當認真」看待這種威脅。

例如，目前已暫停的「火星樣本返回」（Mars Sample Return）計劃，是美國太空總署與歐洲太空總署合作、原定首次把火星樣本帶回地球的項目，當局曾為此制定應變方案。

穆西洛娃說：「他們確實計劃在地球上設立特殊的隔離實驗室，先把這些樣本存放在那裏並進行檢測。」

曾參與這項計劃的科學家之一，是歐洲太空總署的行星防護官西爾維奧·西尼巴爾迪（Silvio Sinibaldi）。

他指出，研究人員考慮的威脅不只來自樣本本身。

西尼巴爾迪解釋：「我們也研究過一些可能交叉污染太空船外部的微粒。」他們甚至不希望這些微粒「接近地球大氣層」。

我們會污染太空嗎？

不過，如果微生物能夠在太空存活，我們也必須思考人類正在把甚麼帶到太空。前任美國太空總署太空人，美國匹茲堡大學（University of Pittsburgh）微生物學家凱特·魯賓斯博士（Dr Kate Rubins）這樣說。

人類前往太空時，無可避免會把微生物一併帶上去。魯賓斯指出，微生物的一個特點，是能夠感知周遭環境。

她說：「它們對壓力等因素非常敏感，而太空飛行環境和微重力環境充滿各種壓力。」

研究發現，一些細菌暴露在微重力環境後，會啟動與「致病力」（virulence）相關的基因，也就是其引發疾病的能力。

魯賓斯說：「這確實有點令人擔心⋯⋯它們的致病性會稍為增加。」

部分研究亦顯示，太空飛行可能對人類免疫系統造成負面影響。

美國太空總署觀察到，包括與帶狀疱疹（shingles；生蛇）有關的一些潛伏病毒，在太空中似乎會在某些情況下重新活化。魯賓斯說：「這可能意味着免疫系統的功能受到了抑制⋯⋯而這種病毒甦醒過來，再次活化。」

穆西洛娃表示，把微生物帶到太空也可能威脅我們自己的科學研究，因為我們可能會污染自己希望研究的對象。

她說：「我們一直把不同的探測器送到火星，研究火星上的環境過去是否曾經適合生命存在。」

「幾乎可以肯定，有一些微生物成功『搭便車』，一路去到了火星⋯⋯如果有一天我們真的在火星發現生命，首先就必須確認，那並不是來自地球的污染物。」

西尼巴爾迪補充，降低這種風險，也可以防止我們把可能在其他行星上「繁殖」的生物帶過去。

太空船的設計可以在這方面發揮作用。

歐洲太空總署的ExoMars「羅莎琳·富蘭克林號」（Rosalind Franklin）火星車預計在2028年發射，其設計亦盡量減低污染風險。

歐洲太空總署表示，這輛火星車是在超潔淨環境中組裝。工程人員亦使用乾熱微生物減量、紫外線和伽馬射線等方法，把細菌數量降至最低，但仍無法把細菌完全清除。

ExoMars工程師保羅·米徹姆（Paul Meacham）說：「整輛火星車表面的細菌孢子數量不得超過1萬個，這個數量通常可以在八分之一個針頭大小的面積上找到。」

「而我們實際做到的，只是這個上限的10%。」

為何這很重要？

本文內容基於BBC國際部（BBC World Service）節目《CrowdScience》其中一集撰寫，黛西·史蒂芬斯（Daisy Stephens）補充報道。