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学术界的争论：如果殖民火星，能否携带微生物？

一个研究小组就我们对于微生物在太空特别是火星上传播的认识提出理论性转变 。 研究小组认为太空污染是不可避免的 ， 未来的火星殖民者应该用微生物去重塑这颗“红色星球” 。 一些学者则认为这个建议为时尚早 。
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在欧洲微生物联合会关于微生物生态学的的一篇论文中 ， 佛罗里达诺瓦东南大学的微生物学家约瑟洛佩斯以及里约热内卢联邦大学的同事W.雷切尔.佩肖托和亚历山大罗塞多对当前的太空探索和行星保护政策背后的理论提出了较大的修正 ， 以使它们适合微生物在太空传播 。
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比起担心污染外太空天体这些美国宇航局和其他太空机构会特别注意避免的事 ， 洛佩兹和他的合著者认为我们更应该故意把微生物传入外太空 ， 而微生物的传播应该作为定居策略的一部分来改变火星上的气候 。 研究人员提出的一个关键论点是防止污染是几乎不可能的 ， 正如作者在研究中所说的一样 。
‘微生物的引入不应被认为是偶然 ， 而是必然的 。 ’像这样的政策变化会在这一事件上与传统的想法形成明显的对比 。 我们与一些专家交谈时专家说目前为防止我们污染另一个星球的协议很可能在我们的领域发挥着很好的作用 ， 我们还不能如此轻易的放弃它们 。 另外 ， 专家说在我们开始这种不可逆的事情前仍需要在火星和其他地方做大量的科学工作 。
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当前 ， 大型科学会就防止火星等行星受到微生物污染等达成了共识 。 NASA ， ESA（欧洲航天局）以及其他太空机构在发射飞行器到邻近天体目标前都会进行全方位且昂贵的消毒 。
行星保护（PP）理论可以追溯到上世纪五十年代后期以及附属于国际科学协会理事会的空间研究委员会（COSPAR）的建立 。 COSPAR除老其他事务外还制定了旨在保护太空免受微生物侵害的建议与协议 。 与此相关的 ， 已由100多个国家签署的《联合国外层空间条约》明确指出：条约缔约国应该研究月球和其他天体在内的外层空间并进行探索 ， 以避免其有害污染和由于引入外星物质而对地球产生的颠覆性改变 。 必要时 ， 还应当为此采取适当的措施 。 如果条约缔约国有理由认为其或其国民计划在包括月球和其他天体的外层空间 ， 且这会对其他缔约国的和平探索和发展活动（包括在月球和其他天体）造成潜在危害干扰 ， 在采取任何行动前都应当先进行合理的国际协商 。
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这种想法背后的基本原理是 ， 我们的微生物可能污染太阳系中科学研究的重要地方 ， 从而破坏了我们检测火星和其他星球原有微生物生命的可能性 。 例如 ， 在火星上发现DNA或RNA的痕迹并不会意味着它们起源于地球 ， 因为这些分子可能代表了宇宙进化的基本且普遍的原理 。 可能更严重的是 ， 人们担心地球的生命可能在我们还没机会开始研究它前就将外星生态系统扼杀掉 。
另一方面 ， 洛佩兹和他的同事们认为 ， 防止我们的细菌侵入外星是几乎不可能的 ， 所以我们应就如何利用其优势最好地利用微生物展开理性讨论 。 具体而言 ， 作者指的是地形勘测 ， 即用工程让一颗行星变得更像地球的理论实践 。
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从太空看见的火星表面
作者把地球的历史作为先例 ， 他们承认微生物在促进地球的宜居性上所起的重要作用 ， 包括产生氧气 ， 调解二氧化碳 ， 甲烷和氮气等气体 ， 也包括分解二氧化碳 ， 有机和无机物质 。
”众所周知 ， 没有微生物就不可能在地球上存在生命 。 “洛佩兹在NSU新闻稿中说：”它们定义了地球等共生关系（多种生物共同生活并形成一个更大的整体） 。 为了在迄今为止我们所探索过的贫瘠的荒野上生存 ， 我们必须把益生菌带上火星 。 这可能需要时间去准备 ， 甄别 ， 且我们不主张急着播种 ， 而要在对地球进行严格而系统的研究后才可以 。 “
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他们争论的关键点是承认我们从探险家到殖民者的转变 。 作者声称 ， 太阳系其他地方似乎并不存在生命 。 他们写道：“过去七十多个太空任务和离开了地球轨道的探测器都没有发现任何事实或线索能够证明生命的存在 ， 这些都能够指眀目前的太阳系只有地球存在生命 。 ”
洛佩兹和他的同事认为 ， 如果我们要认真推进火星的殖民计划 ， 就必须考虑微生物的作用 。
但他们说 ， 在火星周围散布细菌并不是盲目地做 ， 而是要有充分的预见性 。
“相反 ， 我们设想一项针对微生物殖民的详尽的研究计划 ， 要认识到当前技术的局限性 。 因此 ， 我们提倡更保守地制定太空引入微生物的计划 ， 因为我们也要认识到人类殖民化不能和微生物分开 。 ”
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为此 ， 研究人员提出了主动接种计划（PIP） 。 此类计划会在其他长期任务之前实施 ， 也会涉及筛选有用的微生物作候选 。 作者写道 ， 危险的微生物会被排除在外 ， 只有最有生产力的微生物才会被包括在未来的任务中 。
如果人类正认真地考虑殖民火星 ， 其他星球或者邻近的卫星上 ， 那么人们就需要确定 ， 认识并发送最有用的微生物做先驱者 。 筛选或培育最耐受的微生物种类或群落 ， 前提是可以通过细致 ， 系统的研究 ， 最新的数据来证明它们 ， 而不是随意挑选细菌并把它们丢上太空站 。
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能够在极端环境生存下来的微生物将是散布到火星的首批微生物 ， 届时它们将会被埋在地下几英尺的地方以保护他们免受冰冻环境和表面辐射的影响 。
但是 ， 正如作者所承认的 ， 要实现对送入太空的微生物物种及其基因组的完全控制是不现实的 ， 且一旦送出去后就不可能收回来 。 换句话说 ， 我们永远不能对任务的过程实现完全控制或完全的了解 ， 一旦启动 ， 我们也将无法将其停止 。
作者没有就何时送出第一批微生物以及它们需要多长时间才能产生预期效果这些问题提供细节 。 这是个开放性问题 ， 比如 ， 微生物（甚至是极端微生物）能否在火星表面发挥作用 ， 因为火星表面的气压长期徘徊在仅仅0.7千帕左右 ， 这个气压和外太空相差不远 。 火星的低重力以及强烈的太阳辐射照射着火星表面 ， 这使一切变得更扑朔迷离 。
但即使它确实可行 ， 该计划巨大的时间跨度也会劝阻对此抱着乐观态度的火星殖民者 。 在地球上 ， 这些过程包括了数十万年甚至数百万年漫长的微生物搅动（比如通过蓝细菌光合作用产生氧气 。 ）
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科罗拉多大学地球科学教授 ， 火星地貌地形专家布鲁斯?雅科斯基说 ， 正如他在给吉兹莫多的电子邮件中所写道的 ， 作者正在对世界的行星保护协议提出翻天覆地的变化的建议 。
雅科斯基说：“这些建议看起来对我们数十年来对PP的做法背道而驰 。 我渴望就如何实施PP以及是否应对它进行进一步改变进行讨论的一切机会 ， 但我会对这样的全局性的改变且不客观地思考后果产生担心 。
牛津大学物理学家托德?霍夫曼说 ， 作者们声称对航天器进行完全的消毒 ， 所以我们根本不应该尝试 ， 这犯下了一个逻辑上的谬论 。 霍夫曼认为 ， 我们当然应该去尝试且我们很有可能成功实施行星保护计划 ， 无论是由于地球的协议 ， 或是由于暴露于太空的破坏性影响 ， 还是因为火星上已经存在的恶劣条件 。
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就我们所知 ， 好奇号火星探测器就没有把微生物带上火星
“自1976年以来 ， 已经有相当多的探测器降落在火星表面 。 到目前为止 ， 它们都受制于COSPAR的彻底的杀菌协议 。 ”哈夫曼在他给吉莫多的邮件中写道：“直到今天 ， 它们也没有探测到火星或地球的微生物 。 这意味着COSPAR确实起着作用 。 因此 ， 他们的论点不仅不能自洽 ， 他们声称的不可能将微生物和火星分隔开这样的说法是没有根据的 。 ”他说 。 对此他又补充道：“我的观点是 ， 如果这份协议没有被打破 ， 那就不要去修改它 。 在人类研究火星原生生命时 ， COSPAR协议能使火星远离干扰 。 除非我们想进一步放宽它们的权力 ， 我们就不应该破坏它 。 ”
哈夫曼并非不同意我们最终会用作者所描述的方式将微生物带入火星 ， 但在确定一个星球不存在生命前放开COSPAR协议是一个巨大的科学错误 。 他说：“至少现在来说 ， 我们应当让我们地球上的这些微生物远离火星 ， 木卫二 ， 土卫二 ， 甚至土卫六 。 “
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“我们必须遵循类似于希波拉克底誓言的行星保护：‘不要伤害一切 。 ’”行星科学研究所的高级科学家史蒂夫?克利福德说 ， 他对新论文高度关注 。 最终 ， 他认为放宽行星保护标准犯错误的潜在后果远远超过任何短期收益 。 “我们最终会污染火星 ， 他说 ， 但在此之前 ， ”我们必须遵循类似于希波克拉底誓言的行星保护：‘不伤害一切 。 ’”
“我认为外星生物圈的潜在污染是一个严重的伦理问题 ， 因为这是永远伴随我们的后果 。 ”克利福德在给吉莫多的邮件中说道 。 和哈夫曼一样 ， 他担心地球细菌会是我们的科研工作变得更艰难 ， 且我们也没有证据能说明行星保护计划现在没有起作用 。
克利福德说：“如果生命在火星上或在外行星冰冷的卫星的地下海洋中进化 ， 那么它很可能已经在这些天体上生活了数十亿年 。 对这些天体上生命的探测对我们理解整个宇宙中生命的普遍性有深远的意义 。 ”
至于实施行星保护协议过于昂贵的说法 ， 克利福德说 ， 相关的附加成本是值得的 ， 通常它们只占到任务成本的20%左右 。
克利福德说："当我们探索太阳系中潜在的适宜居住的环境时 ， 我们需要先尽可能明确地回答是否存在任何土著生命 ， 然后再将人类送上那里 。 "而且 ， 如果这些环境证明没有生命 ， 那么遵守当前行星保护标准的需求就变得没有必要 。 然而 ， 如果我们发现生命 ， 那么我认为 ， 我们必须进行认真的讨论 ， 以权衡我们殖民和利用太阳系资源的愿望与导致我们发现的外星生命的首个样本的灭绝的伦理问题 。
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同时 ， 他不认为在我们有机会彻底寻找外星生命之前 ， 有使命去殖民太阳系 。 “不管这种搜寻需要花费五十年甚至几个世纪 。 ”他说 。 在这之前 ， 克利福德说：“太阳系仍有很多没有生命的地方 ， 比如月球和一些小行星 ， 人类可以去探索它们 ， 殖民它们并从中汲取资源 。 ”
洛佩兹和他的同事显然已经触到了一个痛点 。 我们交谈过的专家没有一个对在未来某个关头使用微生物作为殖民化和地质工程的一部分提出反对意见 。 相反 ， 他们对于那些声称我们即将从勘探阶段过渡到殖民化阶段并且我们应该开始动用我们的资源和微生物的言论感到恼火 。
当我们到即将能够把人类送上火星的时候 ， 这场辩论将会变得异常火热 。
作者:GeorgeDvorsky
FY:咖喱星人
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