這些“天外歸客”揭開生命的秘密

　光明日報(bào)記者 齊芳

　　11月4日，總重量約34.6公斤的空間站第七批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品，隨神舟十八號飛船順利返回。斑馬魚培養(yǎng)基、氨基酸、寡肽、產(chǎn)甲烷古菌、極端環(huán)境微生物等24種生命實(shí)驗(yàn)樣品成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。因時(shí)效要求，落地后實(shí)驗(yàn)樣品第一時(shí)間就從著陸場轉(zhuǎn)運(yùn)至北京中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，交付科學(xué)家開展后續(xù)研究。

　　極端環(huán)境微生物，叩問生命星際傳播可能性

　　極端環(huán)境微生物生活在地球上絕大多數(shù)生物不能存活的環(huán)境中。到了太空中，它們還能不能生存？中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副研究員章高森說：“探討這些極端環(huán)境微生物向外太空拓展的能力，可以評估地球生命發(fā)生星際傳播的可能性，驗(yàn)證巖石有生源假說，為生命起源研究和地外生命探索提供依據(jù)，同時(shí)挖掘極端環(huán)境微生物的各層次抗逆資源?！?/p>

　　此次實(shí)驗(yàn)樣本還包括人工極端環(huán)境中的微生物，它們采自AIT（總裝集成測試）環(huán)境和裝配車間?！拔覀儚姆蛛x到的微生物中篩選出耐受惡劣環(huán)境能力最強(qiáng)的菌株，它們與常見空間暴露條件航天器材料形成復(fù)合結(jié)構(gòu)?！闭赂呱忉?，“我們總能從應(yīng)該不存在微生物的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)一些特別頑強(qiáng)的微生物，它們也會跟航天器一起飛向太空?！?/p>

　　那么，它們能在漫長的太空旅行中存活下來嗎？會給別的星球帶來改變嗎？章高森說：“在這項(xiàng)研究中，我們模擬微生物在航天器不同材料中的存在狀態(tài)，通過艙外暴露實(shí)驗(yàn)來獲得其在空間環(huán)境的生存極限和耐受性，分析航天材料對微生物的防護(hù)特征，為深空探測行星保護(hù)的技術(shù)驗(yàn)證與實(shí)施奠定基礎(chǔ)?！?/p>

　　斑馬魚和金魚藻，空間脊椎動物研究新突破

　　斑馬魚和金魚藻，可謂是“天宮”上最引人注目的“超級明星”。

　　中國科學(xué)院水生生物研究所博士張憲園介紹，科研人員構(gòu)建了一個(gè)由斑馬魚和金魚藻組成的小型水生生態(tài)系統(tǒng)，在2024年4月25日搭載神舟十八號進(jìn)入中國空間站，安裝在問天艙生命生態(tài)柜開展空間實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)計(jì)劃30天，實(shí)際完成44天的生態(tài)系統(tǒng)空間穩(wěn)定運(yùn)行。

　　這次實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了我國在空間培養(yǎng)脊椎動物方面的突破，并發(fā)現(xiàn)空間環(huán)境對斑馬魚的運(yùn)動行為產(chǎn)生了明顯影響?！敖酉聛?，我們將結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)對水生生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，比如探索斑馬魚和金魚藻二元生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)律、水生生態(tài)系統(tǒng)在空間環(huán)境下物質(zhì)循環(huán)機(jī)制等?！睆垜棃@說，“本次實(shí)驗(yàn)取回了水體樣本和魚卵。我們正在設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)裝置，期待下次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉』匕唏R魚，獲得更多突破?！?/p>

　　厭氧古菌，探索火星甲烷起源之謎

　　產(chǎn)甲烷古菌是地球大氣最主要的貢獻(xiàn)者，一直是生命起源的研究焦點(diǎn)。美國“好奇號”火星車在火星觀測到了甲烷，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其在火星大氣中的含量有季節(jié)波動，而這種波動很像是生物產(chǎn)生的。

　　火星甲烷從哪里來？為揭開這個(gè)謎題，科學(xué)家們開展了“厭氧古菌輻射損傷與適應(yīng)性研究”。

　　清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系助理研究員崔奪介紹，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三株產(chǎn)甲烷古菌在空間微重力環(huán)境和宇宙輻射條件的適應(yīng)性?！拔覀冊谔张撆搩?nèi)、艙外都放置了實(shí)驗(yàn)裝置，地面實(shí)驗(yàn)室同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，形成地球、模擬火星重力（空間微重力）和宇宙輻射的相互對照實(shí)驗(yàn)。”

　　艙內(nèi)樣品利用問天艙生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜小離心機(jī)模塊開展，于2024年1月19日在小離心機(jī)安裝好開始實(shí)驗(yàn)，于2024年8月20日從小離心機(jī)取出結(jié)束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)樣品被放入4℃低溫預(yù)冷裝置中保存，等待下行。艙外樣品利用夢天艙生命輻射暴露裝置開展，于2024年4月2日開始實(shí)驗(yàn)，9月27日實(shí)驗(yàn)樣品順利回艙，放入4℃低溫預(yù)冷裝置等待下行。

　　崔奪說：“我們將對樣品進(jìn)行表型、遺傳、轉(zhuǎn)錄和蛋白水平差異的驗(yàn)證，以期待揭示好奇號火星車觀測到的甲烷來源之謎?！?/p>

　　生命“種子”，為地外生命探尋提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)

　　在天宮中，還有一些微小的生命種子——氨基酸。廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授劉艷介紹，氨基酸是生命的“種子”，在宇宙空間廣泛存在。它們在什么條件下能形成生命？這是回答生命起源、探索人類在宇宙中是否有“鄰居”的重要一環(huán)。

　　“這次隨神舟十八號飛船下行的艙內(nèi)樣品，是繼神舟十六號發(fā)射任務(wù)后的第三批實(shí)驗(yàn)樣品。此次，我們拓展了受試氨基酸的種類，進(jìn)一步驗(yàn)證氨基酸成肽反應(yīng)的微重力響應(yīng)，有助于了解重力在生命起源過程中的重要作用及潛在分子機(jī)制?！眲⑵G說，接下來，科學(xué)家將深入研究，以期解答豐富的宇宙射線是否能夠在某種特殊環(huán)境下激發(fā)生命的“種子”縮合；同時(shí)，探索利用空間輻射生物學(xué)裝置，進(jìn)行空間輻射激發(fā)下相關(guān)基礎(chǔ)生化反應(yīng)的研究，“這將為地外生命探尋潛在地質(zhì)環(huán)境的篩選提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)”。