如果有一天,仪器真的探测到地球以外生命的证据,无论是在这个太阳系中还是在更遥远的太空中,天体生物学家都希望做好准备。了解外星生命如何运作的最佳方法之一是研究称为极端微生物的生物,它们生活在地球上或地球上极具挑战性的环境中。在这一集中, 佩内洛普·波士顿 (打开新标签页) 一位曾在 NASA 工作多年的微生物学家与 詹娜·莱文 (打开新标签页) 关于在洞穴等栖息地中发现的奇异生命,如何能够探测到太阳系以外的生命,以及如果我们这样做,对人类意味着什么。
詹娜·莱文: 地球上的生命具有惊人的韧性。被称为极端微生物的生物生活在延伸到地壳数千英尺的洞穴中,在几十年没有降雨的沙漠中,在深海数公里的高压下,在完全不自然且难以想象的荒凉的有毒废物堆中生存。
这些微小的极端微生物可以在我们认为可怕的环境中生活、持续存在,甚至茁壮成长。如果生命在我们世界的边缘徘徊,也许生命有可能存在于宇宙的其他地方。
我是 Janna Levin,我是 Quanta 杂志 的播客「The Joy of Why」,我和我的搭档主持人轮流在麦克风前。 史蒂夫·斯特罗加茨 (打开新标签页) ,探索当今数学和科学中最大的问题。
在这一集中,我们与天体生物学家和洞穴学家——也就是洞穴探险家——佩内洛普·波士顿 (Penelope Boston) 进行了交谈。Penny 对她的朋友们。我们问她,关于地球上生命的迷人广度和巨大多样性,极端微生物能教给我们什么?这些知识如何帮助我们识别地球以外的生命?
[主题淡出]
Penny 研究洞穴环境的微生物学,以了解其他世界地下生命的潜力。她是新墨西哥理工大学洞穴和喀斯特研究项目的教授和联合创始人,曾担任国家洞穴和喀斯特研究所的副主任,并且是美国宇航局天体生物学研究所的前任主任。她以探索世界上一些最艰难的洞穴而闻名。
Penny,很高兴能和你交谈。感谢您的加入。
佩内洛普·波士顿: 嗨,詹娜。这真的是一个很棒的机会,可以和你聊聊我最喜欢的一些奇怪的生物,以及它们如何融入天体生物学。
莱: 是的,我对这个话题感到非常兴奋。我记得我第一次了解到深热液喷口中存在微生物,基本上是在代谢氢气。所以我们经常认为生命形式是代谢有机物质。因此,其中一些极端微生物不会代谢有机物质。这就像他们从岩石和其他矿物中收集电力一样。我想知道,这个发现对那些刚刚考虑在地球上发现其他生命形式的专家来说有多令人惊讶?
波士顿: 这真的让人大开眼界,你知道,1970 年代热液喷口的早期工作在我职业生涯的早期就已经很早了。我当时还是个学生,那是我们第一次感觉到,也许生物体可以以一种不直接依赖阳光驱动光合作用的方式谋生。所以,这对后来的科学来说,真的是非常有影响力的。
莱: 我喜欢他们谋生的概念。
[两人都笑]
波士顿: 是的。我们都必须这样做。
莱: 我们都必须这样做。这一切都与资源有关,对吧?
波士顿: 是的。完全是。
莱: 那么,你有没有最喜欢的极端微生物呢?无论如何,您能否给我们描述一下我们可能不知道的极端微生物的范围或示例?
波士顿: 哦,天哪,我有最喜欢的极端微生物吗?不,真的,他们都是。他们都是我的孩子。
我喜欢那些似乎参与将一些矿物转化为我们实际开采的矿石的生物。所以,在我看来,即使是铜矿石,似乎也是微生物操纵的产物。有些生物乐于在永久冻土中被冻结数万年,并且仍然存活。我们在奇瓦瓦州非常热的洞穴中研究了一些生物, 奈卡系统 (打开新标签页) ,在那里我们能够将生物体从被困在这些非常巨大的晶体中解脱出来。我的意思是,我认为在很长的地质时期生活和生存的生物体是我们地球微生物学和天体生物学需要寻找的新前沿。
莱: 哇,太棒了。
然后我想我在想,我们在什么样的条件下会发现极端微生物,尤其是那些不提取有机物质的极端微生物。
波士顿: 是的,你知道,[他们] 在我们星球上的生命历史中可能要追溯到非常远的地方。我们以人为中心的原因显而易见,因为我们是人,对吧?所以我们已经习惯了吃食物,这对我们来说已经是固定的能量了。然后我们用各种代谢过程来燃烧它;我们呼吸氧气等等。但是,如果你回想一下 3 到 40 亿年前,当我们的星球还很年轻时,没有游离氧......
因此,驱动我们地球上大多数食物链的光合作用类型现在是不可能的。它没有发生。因此,除了水之外,还使用了其他分子,硫化氢就是其中之一。
莱: 所以这是在有光合作用的生物之前?
波士顿: 这是很早的时候,当时生物体开始发展的光合作用形式实际上依赖于非氧、非水。因此,它正在分裂其他分子,比如硫化氢。
当时,也有很多化学还原条件,而不是氧化条件。早期生物体利用的能源比我们现在通常认为的要多样化得多。
但那些生物类型,那些代谢途径,它们仍然与我们同在。由于我们现在拥有的氧气大气占据主导地位,它们刚刚被推到了我们生物圈的边缘。
莱: 这真是令人着迷。那么,这些是多细胞生物还是单细胞生物?
波士顿: 不,单细胞生物持续了很长时间。就在最近,关于第一个可能的多细胞生物何时出现的新线索出现了。而且这比我们想象的要早一点。
莱: 哦哇。
波士顿: 所以这是一个重大发现,.但是,在很长一段时间内,单细胞是每个人都在实践的生活方式。我花了相当长的时间才弄清楚,如何制作你自己的琴弦,在那个非常低的水平上是多细胞的。
莱文: 嗯嗯。并使这在 能量上有利 。
波士顿: 是的,是的,你怎么能竞争呢?因为,你知道,如果你是一个微小的有机体,当你处于必须从矿物质或非生物气体中提取能量的环境中时,你的饮食就会非常瘦。如果你大口吃有机物,那就容易多了。如果你吃一个奶酪三明治,比你嚼一堆石头更划算。
莱: 我一直发现情况就是这样。
波士顿: 是的,一点没错。
莱: 所以,如果我理解正确的话,我们真的没有现在的适当大气层,也没有海洋。所以这确实是地球历史的早期阶段。
波士顿: 嗯,我们有海洋。我们需要水。人们经常思考海洋是什么时候开始发生的。这很不清楚。所以有一种观点认为,包括水在内的挥发物是从早期地球中脱气的,地球是由所有这些大块物质组成的,这些物质聚集在一起形成了地球和其他行星。当所有这些碎片粘在一起时,在某个时候它们达到足够的质量,以至于引力效应足以开始帮助行星分化成物质层。作为该过程的一部分,这些气态化合物(包括水)会脱气,最终会得到海洋。
有一个相互竞争的理论——这两种理论都可能是正确的——在地球大部分聚在一起之后,你从撞击物体中获得了大量的水。我们还没有真正确定下来。我怀疑可能两者都有,对吧?
LEVIN: 嗯,对。
波士顿: 这不是一个简单的答案。因此,我们花了很长时间才把海洋整合在一起。而这对于拥有液态水是必要的,因为我们的生命类型是基于液态水的。
莱: 现在,这些非常早期的极端微生物。他们是否依赖水,即使他们正在代谢矿物、岩石、电力等较贫乏的系统?
波士顿: 他们这样做了,因为我们是由水组成的。
莱: 嗯,所以他们的细胞结构需要它,即使他们在能量上不需要它。
波士顿: 是的,没错。我们都是生物,基本上都是或大或小的水袋,里面溶解着东西。具有有助于化学反应发生的结构。随着时间的推移,这些结构可能变得更加复杂,但一袋汤的基本概念实际上是我们所有人的本质。
莱: 然后,一旦他们喝了这种汤,这些咸汤,他们就能够导电了。这是他们从热液喷口等物体中收集能量的主要方式,还是仅仅从原始矿物中收集能量?
波士顿: 因此,周围的矿物作用不大。你必须以某种方式对它们进行化学反应。生命最终学会做到这一点的方式是通过聪明地形成折叠成复杂形状的蛋白质,然后这些蛋白质可以催化或开始不同化学转化的过程。我们不知道序列到底是什么。
我怀疑,你知道,当你有一个行星大小的实验室时,你可能同时进行不止一种实验。我怀疑所有这些不同类型的化学、自然实验都在进行,随着时间的推移变得越来越复杂。
即使你得到彼此不同的分子,它们仍然需要从环境中抓取东西来制造更多的分子,甚至可能在你拥有我们现在所理解的我们所说的生物体之前。自然选择很早就出现了。
莱: 我听说有一位获得诺贝尔奖的生理学家, Albert Szent-Györgyi (打开新标签页) 谁曾经说过,生命只不过是一个寻找休息场所的电子。你有这种观点吗?
波士顿: 嗯,不完全是。好吧。我认为他代表了我们试图尽可能地简化的时代,这是一个非常强大的科学工具,可以让你的牙齿解决问题。但是我们对真实自然世界的了解是,从数学意义上讲,它是一个复杂的系统。所以,真的,没有单一的复杂程度可以容纳整个答案。
所以,这就是拼图的一部分,生物体确实是通过随机电子来生存的。但是,如果我们在成熟系统中没有看到所有其他层次的复杂性,他们就无法做到这一点。
因此,我们在思考如何真正使用复杂系统方面取得了长足的进步。这真的很难。制作一个简单的系统更容易,就像在物理实验中一样,你可以控制所有条件。但是伙计们,生活不是这样的。
莱: 这就是电子想要做的事情。
波士顿: 他们确实如此。
莱: 他们希望从高能量状态转变为低能量状态。
波士顿: 他们确实如此。
莱: 所以我内心的物理学家想象着大爆炸,高能,从那时起我们就一直在努力下降。
波士顿: 是的,这是完全正确的。我对生命的看法是,在每个有机体内部,无论它多么复杂或相对简单,它都是一个暂时的地方,有机体在这里保持熵。
莱: 迷人。嗯嗯。
波士顿: 它输出废物,吸收能源,并以牺牲外部环境为代价,在有机体内部建立一个更有序的系统。
当然,正如我们所知,当那个有机体死亡时,熵最终会获胜。但这是生物体内熵的暂时暂停。
莱: 绝对。现在,你认为我们所知道的所有生命都可能是从极端微生物进化而来的吗?
波士顿: 哦,是的。我认为,如果你有一台时间机器,你能够回到过去,直接询问非常早期的地球环境,你会发现比我们现在知道的更多的代谢途径。因此,我们拥有了遗迹极端微生物补体,尽管随着时间的推移,地球条件发生了变化,但它们仍然幸存下来。
人们正在做着了不起的工作,试图深入研究我所说的「虫子肠道」,观察 DNA,看看这些代谢途径是如何进化的,不仅是基因组学工作,还有蛋白质组学,甚至其他复杂碳水化合物的分子等等,试图弄清楚谁与谁有关。但是,你知道,必须有缺失的差距,所以很难推断这一点。但仅看一下地球本身的历史,从我们现代世界的角度来看,它的条件是极端的。
莱: 嗯嗯。您能否指出我们可以识别为「啊哈,那是一种古老的极端微生物」的人类 DNA 链?
波士顿: 哦,是的,已经发表了一些很棒的方案,显示了我们个人的物种与细菌共享多少 DNA。
莱: 嗯嗯。
波士顿: 我认为线粒体是一个如此惊人的转变。伟大的进化生物学家 林恩·马古利斯 (打开新标签页) 你知道的,在 60 年代试图说服人们真的很困难——
莱: 绝对。
波士顿: 这种共生关系就是大细胞聚集在一起的方式。所以这是另一个飞跃。但是,是的,如果你回到很久以前,每个人都在咀嚼石头和啜饮气体,可能早期的生物体依附于矿物质作为其结构的一部分,甚至,有人认为这是可能的。
莱: 随着生命在我们显然以一种有偏见的方式被称为温带环境的地方变得更加丰富——因为它对我们来说是温和的——
波士顿: 右。
莱: 从某种意义上说,极端微生物是被推到了边缘,还是一直生活在他们快乐的地方?我们花了很长时间才意识到他们忍受了?
波士顿: 是的。我认为,Janna,两者兼而有之。当你得到所谓的「氧革命」时,你知道,当氧气作为水分解光合作用的副产品积累时,这需要很长时间,因为它必须先氧化整个海洋。
莱: 哇,是的。那是一个项目。
波士顿: 是的,你知道的,所以花了很长时间。所以从某种意义上说,很多这些生态位被能够耐受氧气环境的生物所取代。这不是一个非此即彼的事情。所以,你可以看到,你知道,一些生物非常乐于嗅探我们现在在地球表面的氧气。
但是有很多所谓的微需氧菌。他们耐受氧气,但水平较低,水平不同。所以我认为,这是推定的证据,表明不耐受氧气的极端微生物生物被推到了边缘。但它们也在氧气无法渗透的生态位中增殖。
莱: 在你的工作中,你会探索这些真正难以探索的洞穴。为什么您的专业领域对洞穴特别感兴趣?地下微生物学有什么独特之处?
波士顿: 是的,我是说,所以我可以让你开心上几个小时,但我会饶过你。我只说高点。有一些非常明显的优势。一个是你可以把一个洞穴看作是一个半封闭的系统,当你查看我们在那里发现的生物的遗传学时,我们发现了巨大的生物多样性。我们还发现,大多数生物都不是我们在地表发现的生物,即使是在给定洞穴正上方的地表上。
所以,这对我们来说意味着,无论生物如何进入洞穴,它们都会立即受到真正不同的条件的影响。这促进了进化的速度,将他们推向成为一个非常独特的小生物圈、一个微型生态系统的方向,并且每个洞穴都有做到这一点的潜力。所以,我认为它们是我们可以研究的小婴儿行星。
莱: 它们因洞穴而异?
波士顿: 是的。人们对洞穴的概念非常简化。所以,你知道,我们都是从小到大的,都会把洞穴作为暑假的娱乐活动。我一直觉得它们很迷人,但直到我开始进入世界各地的洞穴,我才看到它们有多么多样化。
所以有热的,有冷的,还有含冰的。还有一些区域充满了——对我们来说——有毒的环境,要么是高 CO 2 或者高硫化氢,或者奇怪的醛类之类的。其中一些是潮湿的,一些是干燥的,其中一些位于沙漠中,其中一些位于高山上,您必须穿过冰层下降一公里才能到达洞穴内部。因此,这些组合中的每一个都像一个完全独立的极端环境。
莱: 它们就像野生的玻璃容器。
波士顿: 是的!就是这样!
莱: 所以,不仅在洞穴中——它们是生物多样性的——而且在洞穴内部,也有巨大的生物多样性?
波士顿: 就在这里。有些洞穴非常大,例如 Lechuguilla (打开新标签页) 在我所在的新墨西哥州。它是世界上最大的洞穴之一,就其中的矿物学而言,它具有巨大的多样性。而且因为存在这些进化压力,而且洞穴中的生物体的出行方式有限,所以在我看来,它们形成了这些小小的进化迷你口袋。因此,如果我们观察一个斑块的多样性,然后我们走到几百米之外,我们可以发现非常不同的微生物补充。所以它们是被分割的环境。
莱: 它们都以不同的方式获取能源。你会说这些洞穴中的所有这些生物都是极端微生物吗?
波士顿: 这要看情况。因此,如果你是洞穴中的有机体,你最大的挑战是靠能源谋生,因为进入你的有机物质数量是有限的。
有些洞穴比其他洞穴更丰富。你知道,如果你有一个洞穴,有一条河流从地表流过,那么你就会有相当数量的有机物质进入。
但是,如果你在沙特阿拉伯的一个洞穴里,你拥有岩石中可能被困住的任何古老碳,以及你正在咀嚼矿物并制造生物质的朋友的生物生产力。因此,作为一个需要有机材料的有机体,生命变得更加困难。
大多数洞穴至少有一些所谓的异养生物,这意味着你必须有有机碳。所以这是一个混合体。洞穴中有机营养物质的条件越恶劣,它就越被推向使用非有机材料作为能量的生物体的方向。
莱文: 嗯。现在,是什么引起了您对洞穴微生物学的关注?
波士顿: 嗯,火星。你知道,从我很小的时候起,我就一直在研究我们过去所说的外生生物学,现在通常被称为天体生物学。事实上,我从小就爱上了这个想法。
在 1990 年代初期,我们和几个同事一起消化了迄今为止关于火星的知识,以及火星表面的事实,你知道的——我该怎么称呼它呢?一个被炸毁的、寒冷的、干燥的地狱。
因此,生物体的潜力并不乐观,可能是不可能的。但我们开始考虑地下,因为在地球上,人们开始更认真地关注地下的微生物。
你知道,当我在 70 年代还是一名学生时,基本上故事是这样的,你深入土壤大约一米左右,基本上微生物就会灭绝,你知道的,没有人在家,因为我们没有考虑深层地下。我们没有考虑洞穴。我们没有考虑岩石裂缝。所以这是当时正在进行的一场思想革命。
因此,我们一直在寻找进入地球地下的方法。但是钻探非常昂贵,而且我们都是年轻的调查员,所以我们想,「哦,哇,洞穴!然后我们在电视上看到国家地理的特别节目,谈到了新墨西哥州的 Lechuguilla 洞穴。然后,天哪,那点,你知道的,就是这样。
莱: 所以你开始跑步。
波士顿: 我们跑了,我们什么都不知道,我们也没有做好准备,这是一次可怕的旅行。我们都受伤了,或者感染了,或者其他什么。
莱: 你带了一些回来。
波士顿: 是的。
莱: 那么,你仍然相信 [the] 地下火星表面有生命的希望吗?
波士顿: 我愿意。但我认为这将是非常深刻的。比我们目前的近期甚至中期能力更深入,无法进入那里找到它。
莱: 您认为在我们的太阳系之外还有其他卫星、行星、有前途的系外行星很有可能搜索这类极端微生物吗?
波士顿: 哦,是的。在天体生物学界,无论是在 NASA 和世界各地的其他航天机构,还是在学术界和国家实验室,我们都在考虑似乎内部有液体的冰冷卫星。我们称它们为海洋世界。我的意思是,作为一个穴居人,我认为它们是冰雪覆盖、含有液体、行星大小的洞穴,因为它们在某种程度上与外界的材料和能源交换是封闭的。
但无论你怎么称呼它们,事实上,我们知道在这些有趣的环境中,例如土卫二——一个小卫星,围绕土星的一个美丽的发光白色天体——有裂缝,使物质喷出。而美妙的卡西尼号任务检测到这些地方有有机物。我的意思是,这显然是一个高度优先事项。
木卫二是第一个被确定为具有流体内部的卫星,从旅行者号围绕这些天体的任务中返回,产生了这种理解。所以,你知道,这些是我们天体生物学的高目标。
如何实际研究它们?天哪,这是一项有待破解的技术壮举。
莱: 我可以想象。而这还只是在我们的太阳系中。现在我们知道,银河系中的行星可能比恒星还多,也就是说,有数千亿颗行星。
波士顿: 是的。我的意思是,这太令人兴奋了。你知道,这太令人兴奋了,Janna,因为,我的一生跨越了如此多令人惊叹的科学启示,但最令人兴奋的莫过于我们现在已经确认了围绕其他恒星的行星。这是我上高中时的假设。
你知道,看到这一切的发展,我们的银河系正在向我们敞开。我们还有新的出色 工具,例如 James Webb Space Telescope 和其他未来即将推出的工具。所以,我想活 500 年或更长时间,这样我就能看到这一切的结果。
莱: 所以,你必须相信生活对我们来说是可以识别的。如果它在其过程中处于有机和无机的边界上,我们将如何识别它?我们可以使用哪些工具来评估这一点?
波士顿: 是的,这是一个很棒的问题。我们为此而苦苦挣扎。我的意思是,天体生物学正在进行的大量工作就是为了弄清楚这一点。
因此,我们现在对地球的生命过程有了很好的了解。这些细节对我们来说是迷人的、丰富的和美妙的。但我们在天体生物学中的任务是将我们所知道的可以简化为尽可能普遍的原则。
比如,有机体必须获得能量。它必须与废物有关。它必须能够存储信息,这样它才能更多地利用自己。我们该如何看待人们开始称之为「不可知的 生物特征 」的东西?生命的特征 不取决于 化学相互作用的确切性质,但在物理学以及给定行星栖息地类型的能源和材料资源方面确实具有非常坚实的基础,即使这可能与我们地球上的任何东西截然不同,即使在这里的极端环境中也是如此。
我们试图提取出什么是统一概念,我们可以利用这些概念来识别栩栩如生的过程——即使它是由硅制成的,谁知道呢?我们从我们所知道的开始,我们从地球生命开始,但我们必须保持我们的想象力真正灵活。
莱: 因此,我们可以想象发现以硅为基础的汤袋,而不是以水为底的袋装汤。
波士顿: 或。袋装液氨汤,温度非常低。是的。
莱: 迷人。
波士顿: 我的意思是,有一些基本面,我们不知道我们拥有这些基本面的程度。可能是,你知道的,某些行为模式和我与同事们所做的一些工作甚至着眼于我们在许多不同环境、许多不同尺度上看到的生物体的物理排列。因此,甚至可能存在某种资源寻求行为,导致某些可识别结构的构建。不知道。我们只是将脚趾伸入复杂的海洋中,但这是一个迷人的挑战,你知道吗?
莱: 绝对。现在,当人们假设太阳中可能存在生命时,在太阳的光球层中,您怎么看?你认为这很荒谬,因为缺乏某种蜂窝材料吗?
波士顿: 不,我不认为这很荒谬。我认为这取决于你怎么称呼生活。所以,你知道,我们在生物学和天体生物学方面有这个难题,它在过去一百多年里一直困扰着生物学。而且,你知道,什么是生活?使某物充满活力的特征是什么?
我们从地球生命的共同特征开始。但我认为我称它们为栩栩如生的过程。而且,对我来说,处理某些东西是必要的,并且在某种程度上控制环境是必要的。这是一个栩栩如生的过程吗?我不知道。
波士顿: 但我愿意在我所说的 「生命性」 的范围内考虑它。存在高寿命过程和低寿命过程。自然晶体沉淀,几何体聚集在一起的地方,那是低生命度。但这并不意味着它没有与生活互动。它确实如此。
微生物会影响晶体在其环境中的生长方式,因为它会改变系统的热力学。它改变了化学反应。那么,你知道,阳光下的生活吗?我不知道。已经写了好几个关于这一点的科幻小说。
莱: 右。所以,你谈到了低生命性和高生命性,我直觉上明白你的意思。但是,有没有一种方法让你真正理解是如何从非生命过渡到低生命性,然后到高级生命性的转变的呢?
波士顿: 我认为问题的关键实际上是存储信息的能力。我们现在的生活方式是用 DNA 来做的。
莱: 嗯嗯。
波士顿: 有理论认为它首先被编码在 RNA 中,RNA 既可以用作信息存储,也可以用作功能分子,就像现在的蛋白质一样。这是一种理论。
还有另一种理论认为结构是提供的。信息存储是粘附在某些类型的电复杂、结构复杂的粘土上的分子。但无论它是什么,对我来说,生命的程度取决于存储信息、传输信息以及延续这些信息模式的能力。
莱: 你认为有可能,不仅仅是在这个丰富的系外行星地形中,宇宙中存在极端微生物,而且还会交叉到复杂的生命中吗?
波士顿: 哦,是的。我认为这是一个数字游戏,Janna,你知道吗?你之前指出的,我们的行星可能比恒星还多,即使在我们自己的星系中也是如此,更不用说所有其他的 bajillion 星系了。它就在那里。
问题是,我们如何找到它?即使想象我们未来先进的望远镜工具,也要从我们身处的遥远距离甚至最近的系外行星上感知行星尺度的生命特征,这变得非常具有挑战性。所以,这是一种不同的挑战......这是一项挑战,需要像我们在地球上一样的整个行星信号。
我和我的朋友 Seth Shostack 打了个赌,他是 SETI 研究所寻找智能生命的资深科学家之一。我告诉他,我认为在我们自己的太阳系真正破解这个案例之前,我们可能会在系外行星上找到生命的迹象,因为我们有这么多系外行星,而在这里,为了探测生命,这将是神秘的。你知道,它会在地下,或者对我们太阳系中的其他天体来说非常遗留。
所以,你知道,我们拭目以待。
莱: 当我们探索太阳系时,我们也可以向那里发送探测器并挖掘样本。但这是否引入了我们污染了其他行星的可能性?我的意思是,我们有没有可能在火星上播下了能够存活下来的陆地极端微生物的种子?
波士顿: 嗯,毫无疑问,地球生物已经通过早期的宇宙飞船运输了。例如,这不会对火星造成严重污染的原因是,火星表面的环境非常恶劣。但随着我们向前发展,我们必须担心您所说的,即,您知道的,我们在业务中称之为「地球保护」。
行星保护意味着保护地球免受我们可能返回地球研究的任何生物的侵害,并保护行星体免受我们可能转移的生物的污染。当我们开始深入研究火星的冰层含水层时,我们必须非常担心这一点。
因此,在这方面已经做了大量工作。还有一个国际组织,在国际层面上处理太空的所有事务,称为 COSPAR,COSPAR 有一个专门部门关注行星保护。我自己在这些问题上做了很多工作,所以这是我们非常重视的事情。
莱: 那么,您如何看待这次登月任务呢?我相信这是以色列的一项任务,将缓步动物——微小的极端耐受生物,也被称为水熊虫——送上月球,然后坠毁,可能把缓步动物抛出。这是你的担忧,还是你有这种同样的感觉,嗯,他们不太可能在那种严酷的表面上生存,但我们必须做得更好?
波士顿: 他们不太可能在月球上存活任何很长的时间。这不是 NASA 的观点,但我个人的观点是,你永远不应该把任何生物的生命,无论多么小,当作一个噱头。对我来说,这不是一个合法的科学事业。
这有什么意义呢?我们知道缓步动物不会在月球上很好地生存,除非你为它们创造某种栖息地。所以我认为这是浪费了一堆优秀的缓步动物,而我是缓步动物的超级粉丝。
莱: 他们很可爱。
波士顿: 是的,他们非常可爱。我在办公室里有填充的。我希望未来在月球上的缓步动物实验能以正确的方式进行,这样就可以了解它们如何对较低重力、辐射环境的某些方面做出反应。
我们即将在月球上进行酵母和植物实验,这些都是合法的。但只是把他们送到那里去,而不是一个粉丝。
莱: 嗯嗯。现在,关于太阳系中的生命有一种更极端的观点——这种观点表明,也许极端微生物最初搭便车乘坐小行星来到这里,即泛精子症的想法,也许我们已经是外星人了。我们是外星生命的证据。你觉得这个想法怎么样?
波士顿: 我认为这是可能的。多年前我第一次开始考虑它时,我们还没有一个机制。而且很多建议泛精子症可能发生的方式都非常愚蠢。
但当我们发现一类陨石似乎是从火星上爆炸的,并且该物质的一小部分到达了地球时,重大突破才真正到来。这些是所谓的 SNC,或 SNC 陨石 (打开新标签页) . [编者注:SNC 指的是这些陨石的三个子分类:shergottites、nakhlites 和 chassignites。
这是一个启示,因为这促使人们,比如轨道动力学家等,实际上是解决你需要弄清楚这在物理上是否可行的问题。我们知道已经发生过许多次大型撞击的撞击小行星撞击火星,这些碎片会不会飞到地球?答案是肯定的,这非常合理。
当然,现在我们在地球上收集了相对较大的 SNC 陨石。所以,你知道,我们有 DoorDash 运送的火星碎片,这些碎片已经被带到地球供我们查看。
现在,他们经历了很多。这不像去火星挖一点,然后说,「哦,是的,好吧,我们可以说出一切」,因为他们经历了很多创伤。但无论如何,这是一个革命性的发现。
莱: 有什么理由认为生命在火星上出现比在地球上出现要好吗?
波士顿: 或。这真的取决于你在火星早期的温度状况和条件方面是哪个思想流派。早期的火星显然与其早期历史中的地球更相似。现在它已经失去了大气层,失去了保持热量和调节温度的能力,以及将水蒸气保留在大气和液体体中的能力,但我们在过去看到了这方面的证据。所以我们不知道。
如果我们有幸真正找到保存完好的生物体,可以进行调查,甚至可能仍然生活在火星地下深处,我们就可以看看它们是如何组合在一起的。我们有关系吗?我们没有关系吗?
莱: 现在假设我们有了这个发现,我们发现了 [一种] 外星生命形式——无论多么小,多么不同。你认为这对我们这个社会意味着什么,你知道,你知道,如果这是一个充满生命的星球上的物种,如果我们要做出这个发现?
波士顿: 男孩。你知道,我一直在想这个问题。不奇怪,我不知道。
我不知道。我们这些参与科学的人,公众成员,对科学感兴趣的人,我认为这将是真正的惊天动地。
但地球上有很多人对此不感兴趣。他们没有参与其中。那不是他们日常生活的一部分。
他们将如何回应?他们会不会只是打个哈欠然后说,「我们不在乎」?他们会认为这是邪恶的吗?我真的无法预测。
莱: 嗯嗯。他们可能会完全拒绝这一发现的现实。我的意思是,我们仍然有人支持地球是平的,或者认为宇宙有 6,000 年的历史。所以人们可能会有抵抗力。
波士顿: 科学无法与其他根深蒂固的神话或偏见相抗衡。
莱: 是的。现在,我们想在「The Joy of Why」节目中问我们的客人一个问题是,你的工作和你的探索给你带来了快乐呢?
波士顿: 哦,天哪,一切。我热爱美,我在自然界中无处不在地发现美。
我喜欢置身于大自然中。我喜欢去那些如此不同的地方,它改变了我的想法。
作为一个阅读科幻小说的孩子,这就是我想做的事情,就是去探索其他星球。我觉得我在地球上已经实现了这一点,因为洞穴与地表截然不同。所以,真的,我是一个廉价的约会对象,你知道吗?让我开心并不需要太多。认真地。
莱: 只是外星生命形式或地下探索。忘掉晚餐和电影吧。
我们一直在与天体生物学家和洞穴专家 Penny Boston 聊天。Penny,非常感谢您这次精彩的对话。
波士顿: 哦,我的荣幸。很高兴和你交谈,Janna。
莱: 很高兴与您交谈。