Science Advances 上一项由 NASA 主导的建模研究发现,与人类相关的细菌和真菌 可能存活数日,地点是月球南极附近的阴影缝隙,其中包括阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点。这项工作并不是说地球生命已经在月球上蓬勃生长,而是说,在阴影中,在一些工作人员很快可能踏足的地方,生命能够存活数日。研究人员利用月球勘测轨道飞行器绘制的诺比尔环连接山脊德热拉什环地图,测试了常见于皮肤和航天器的生物,包括黑曲霉枯草芽孢杆菌耐辐射奇异球菌可存活的微环境陨石坑底部延伸至靴印大小。强韧的曲霉属真菌抵抗紫外线的能力足够强,即使有一些阳光也能在部分地点持续存在最长约一周

这里的“存活”意味着休眠,而非生长。那里没有液态水,也没有供复制的大气。科学家警告,搭便车的微生物可能混淆对原始月球化学成分的搜索,并使火星生命探测更加复杂。他们敦促在载人南极着陆之前建立基线污染控制措施,以免载人着陆把月球变成一场意外的生物学实验

这就是 Science Advances 上那项 NASA 主导研究摆出的发现。本文其余部分只讨论这些内容:哪些地图、哪三个地点、哪三种生物,数日约一周究竟描述了什么,为什么阴影不等于有一些阳光,为什么休眠不等于菌落,以及为什么阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点使这项建模成为一个着陆问题,而不只是一个奇闻。

这是建模,而不是样本返回新闻发布会

这篇论文是发表于 Science AdvancesNASA 主导建模研究。建模是方法,Science Advances 是期刊,NASA 是机构负责人。这三点都不是月尘上存在活微生物的照片。研究给出的,是对一个实际问题的计算答案:如果与人类相关的细菌和真菌抵达月球南极,它们能否在阴影缝隙存活数日,包括在阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点

建模给出的答案是肯定的:它们可能存活数日。这里的动词是“可能”,时间单位是“数日”。研究没有报告生长,也没有报告它们在月面进行代谢,更没有凭空创造月球生态系统。它测试的是:在南极的辐射和光照几何条件下,那些常见于皮肤和航天器的生物是否能保持足够的活性,从而持续存在,而不是一接触月面就死亡。

由于这项研究采用建模,地理信息必须来自现有地图。研究人员使用了月球勘测轨道飞行器的地图。这些地图覆盖诺比尔环连接山脊德热拉什环。这三个名称构成本文所列的全部地点。它们也是阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点,这正是 Science Advances 的结果并非抽象的极地谜题的原因:它是在预测一片载人着陆可能选择的地面。

南极环带上的三个地点

诺比尔环连接山脊德热拉什环位于月球南极附近。它们是月球勘测轨道飞行器地图输入NASA 主导建模的地点,也被列为阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点。之所以反复说明这些身份,是因为据报道,这项研究实际点名的地点只有它们三个。

研究测试的是阴影缝隙。在月球南极附近,阳光以低角度抵达。其他地方的普通地形在这里可能投下长长的阴影。陨石坑和环带会形成持续黑暗的微环境。建模询问的是,与人类相关的细菌和真菌在这些微环境中会怎样。结论是,它们可能在那里存活数日

这些微环境的尺度并不相同。可存活的微环境从陨石坑底部延伸至靴印大小。 陨石坑底部是地貌特征,靴印则是工作人员留下的特征。因此,同一项 Science Advances 结果既涵盖地质阴影,也涵盖靴子可能留下的微小阴影。若发生污染,并不需要一座巨大的洞穴;它可能就占据一个脚印。

这就是为什么科学家敦促在载人南极着陆之前采取基线污染控制措施。工作人员会留下靴印,着陆器会停在环带和坑底。阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点按定义就是这些脚印和设备可能抵达的地方。月球勘测轨道飞行器诺比尔环连接山脊德热拉什环的地图,让这种抵达从假设变成了有地图可依的事件。

皮肤、航天器与三个强韧的名字

这些生物并不是从深矿井中分离出的奇异菌株,而是常见于皮肤和航天器的生物。Science Advances 工作中点名的三种生物是黑曲霉枯草芽孢杆菌耐辐射奇异球菌。其中一种是真菌,另外两种是细菌。它们共同代表了NASA 主导建模认为可能在月球南极附近的阴影缝隙存活数日与人类相关的细菌和真菌

黑曲霉是其中强韧的真菌。枯草芽孢杆菌是一种长期与土壤和人类相关的细菌,也具有能随设备传播的强韧孢子。耐辐射奇异球菌则是一种耐辐射细菌,它的名字本身就说明了为什么适合接受月球阴影测试。报道没有增加第四个物种,也没有给出菌落数量;它只列出这三种作为常见于皮肤和航天器的例子。

皮肤和航天器”这一组合揭示了搭便车的路径。工作人员有皮肤,飞行器有表面。搭便车的微生物是不以任务为目的、却随之搭乘而来的微生物。NASA 主导的研究并不是关于有意播种月球,而是关于如果人类飞行的常见伴生物抵达阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点,并遇到阴影缝隙而不是会将其杀灭的正午阳光,会发生什么。

强韧的曲霉属真菌因光照而被特别指出。它抵抗紫外线的能力足够强,即使有一些阳光也能持续存在,在部分地点最长约一周。另外两种生物仍属于测试集合。额外的表述只适用于曲霉:其紫外线抵抗力足以使一些阳光不再自动意味着死亡,并且在部分地点,它的持续时间可以延长至约一周,而不只是深度阴影中的数日

阴影中的数日,部分地点的约一周

这里出现了两个时间窗口,它们并不是同一句话。与人类相关的细菌和真菌可能在月球南极附近的阴影缝隙存活数日。强韧的曲霉抵抗紫外线,即使有一些阳光也能持续存在,在部分地点最长约一周

数日是阴影中的一般存活窗口,约一周是与曲霉一些阳光相关、受地点影响的较长窗口。建模没有把任何一个数字转化为生长曲线,也没有说这些生物在第二天分裂。它说的是它们可能存活;对于强韧的曲霉,则是可能持续存在

阴影缝隙一些阳光也是不同的光照情形。阴影是研究所关注的南极默认环境:陨石坑底部、环带,甚至靴印大小的黑暗。一些阳光则是更困难的情况:紫外线抵达后,曲霉仍然抵抗紫外线并得以持续。研究没有声称每种生物在开阔处都能存活一周,而是声称这种强韧的真菌在部分地点即使光照并未完全消失,也能最长约一周地持续存在。

可存活的微环境从陨石坑底部延伸至靴印大小。把这个尺度与时间放在一起看。持续处于阴影中的陨石坑底部,可以提供NASA 主导建模所发现的与人类相关的细菌和真菌数日存活环境。一个靴印也可能是同类微环境。如果黑曲霉位于这个脚印中,那么在部分地点,一些阳光不会在短于约一周的时间尺度内自动将其抹去。

这些内容并不是对诺比尔环连接山脊德热拉什环某个具体时刻的天气预报,而是月球勘测轨道飞行器地图允许 Science Advances 团队测试的内容:这些阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点上的阴影缝隙,是否足以让常见于皮肤和航天器的生物存活。

休眠不是月球花园

这里的“存活”意味着休眠,而非生长。这句话是对所有想象丛林的标题踩下的刹车。这些生物可能存活数日。强韧的曲霉在部分地点可能持续存在约一周。在这篇论文中,存活恰恰不是蓬勃生长,而是休眠

原因说得十分明确:那里没有液态水,也没有供复制的大气。复制是生长所需要的过程,而大气和液态水正是本文所述月球无法为这些搭便车者提供的条件。与人类相关的细菌和真菌在建模中可以作为休眠的乘客留存下来,但根据现有事实,它们无法在南极表面运行繁殖程序。

休眠,而非生长”也解释了为什么警告针对的是混淆而不是接管。科学家警告,搭便车的微生物可能混淆对原始月球化学成分的搜索。一枚随靴子抵达的休眠孢子,依然是并非在月球上诞生的生物。如果之后发现它,就可能被误读;如果它释放分子,就可能污染样本。在 Science Advances 的语境中,威胁既是对地面的污染,也是对科学含义的污染。

同样的休眠货物还会使火星生命探测更加复杂。月球是距离更近的世界,载人南极着陆是距离更近的载人地表行动。允许搭便车的微生物阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点阴影缝隙中存留,无论结果好坏,都将成为地球生命如何远离下一次生命搜索的演练。NASA 主导建模因此把一个南极靴印与火星问题连接起来,但并没有声称月球本身正在生长枯草芽孢杆菌草坪。

没有液态水,没有供复制的大气,只有休眠,而非生长。这三句话构成了全部代谢故事。没有需要补充的倍增时间,也没有声称在德热拉什环上存在菌落。只有常见于皮肤和航天器的生物可以存活数日,强韧的曲霉则在部分地点最长约一周地存留,即使在一些阳光下也能如此,因为它抵抗紫外线

搭便车者、原始化学成分与火星的阴影

警告的对象是搭便车的微生物。它们就是前文提到的与人类相关的细菌和真菌黑曲霉枯草芽孢杆菌耐辐射奇异球菌,也就是常见于皮肤和航天器的那组生物。如果它们在月球南极附近占据阴影缝隙,就可能存活数日。如果它们是处于合适微环境中的曲霉,那么即使有一些阳光,也可能最长约一周持续存在

科学希望从一个尚未经历开放式生物学实验的世界中获得原始月球化学成分月球南极,尤其是阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点,之所以成为目标,部分原因在于那里寒冷、阴影密布,并且仍相对少有人类到访。能够在陨石坑底部靴印大小的环境中坚持下来的搭便车微生物,可能混淆对这些化学成分的搜索。这种混淆不需要生长;只要休眠的生物后来被采样、测序,或被误认为本土复杂性的一部分,休眠就足够造成问题。

更远的利益攸关点是火星生命探测Science Advances 的警告是,月球上的疏忽会使火星生命探测更加复杂。如果载人流程把南极阴影当作天然自我灭菌环境,那么这套流程就没有吸收这项建模研究的教训。被测试的生物不是火星生物,而是常见于皮肤和航天器的地球生物。问题在于方法:既然地球生命已经显示出在有地图标注的极地阴影中存活数日的能力,那么关于其他世界生命的主张,就必须更加努力地证明自己看到的不是一只搭便车而来的、与耐辐射奇异球菌亲缘相近的生物。

据报道,NASA 主导团队并没有宣布火星已经受到污染。它警告的是:如果控制措施失败,那么同一类在诺比尔环连接山脊德热拉什环可能存活数日的搭便车者,也会使之后的生命探测更加困难。

在南极成为实验场之前采取控制措施

科学家敦促在载人南极着陆之前建立基线污染控制措施,以免着陆把月球变成一场意外的生物学实验。这句话中的每个名词都在发挥作用。

基线意味着事前,而不是事后。测量和控制应当属于载人南极着陆之前的阶段,而不是阿耳忒弥斯 III 号已经踏上诺比尔环连接山脊德热拉什环之后才进行清理。污染控制措施是应对常见于皮肤和航天器的生物的实际手段,也是阻止搭便车的微生物进入具有可存活性阴影缝隙的屏障。

载人南极着陆是改变问题性质的事件。无人设备已经带来风险,工作人员还会增加皮肤,也会增加靴印大小的微环境。阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点之所以出现在地图上,就是因为载人着陆可能发生在那里。月球勘测轨道飞行器已经解析了这些地点的环带和坑底,Science Advances 的建模也已经询问与人类相关的细菌和真菌在那里是否可能存活数日。剩下的选择,就是是否先落实基线污染控制措施

如果没有这些控制措施,着陆就会变成一场意外的生物学实验。说它意外,是因为没有人必须有意向陨石坑底部接种微生物;说它是生物学实验,是因为即使处于休眠状态,黑曲霉枯草芽孢杆菌耐辐射奇异球菌仍然是生物;说它是实验,是因为月球南极将成为一次从未被设计过的地球微生物存活性测试。

建模已经给出了人们不希望执行的实验流程:把常见于皮肤和航天器的生物送到阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点;让从陨石坑底部靴印大小阴影缝隙完成其余工作;一般允许其存活数日,并让强韧的曲霉在部分地点最长约一周地坚持,即使在一些阳光下也能抵抗紫外线;接受这属于休眠而非生长,因为那里没有液态水供复制的大气;然后再试图解读原始月球化学成分,并保持火星生命探测的纯净。研究者敦促的替代方案,是在这套流程开始之前建立基线污染控制措施

Science Advances 建模研究能说什么,不能说什么

把所有要素放回同一处,不增加报告没有给出的任何数字,也不增加任何报告未提及的姓名。Science Advances 上的NASA 主导建模发现,与人类相关的细菌和真菌月球南极附近的阴影缝隙可能存活数日,其中包括阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点。地图来自月球勘测轨道飞行器。地图标注的地点是诺比尔环连接山脊德热拉什环。测试的生物,即常见于皮肤和航天器的生物,包括黑曲霉枯草芽孢杆菌耐辐射奇异球菌

可存活的微环境从陨石坑底部延伸至靴印大小。强韧的曲霉抵抗紫外线,即使有一些阳光也能持续存在,在部分地点最长约一周这里的“存活”意味着休眠,而非生长。那里没有液态水,也没有供复制的大气搭便车的微生物可能混淆对原始月球化学成分的搜索,并使火星生命探测更加复杂。科学家敦促在载人南极着陆之前建立基线污染控制措施,以免着陆把月球变成一场意外的生物学实验

这就是全部的事实骨架。根据这些事实,月球南极并不是一个供地球生命生长的栖息地,而是一片由阴影缝隙组成的地貌:它们有的像陨石坑底部那么大,有的只有靴印那么小;这些环境已经在三个阿耳忒弥斯 III 号候选着陆点被绘入地图,皮肤和航天器上常见的微生物可以在其中以休眠状态坚持数日,而一种强韧的真菌即使在一些阳光抵达时也能坚持约一周。这项科学结果是一张存活地图,政策结果则是一则警告:在载人着陆意外把地球生物写入月球阴影之前,必须认真对待基线污染控制措施