太空微生物

撰文｜蔡宙（Charles Q. Choi）

翻译｜蒋顺兴

第一批进驻外星球的人们将面对残酷的生存考验，而研究人员为此提出了一个绝妙的方法来满足太空移民生存的基本需要：征召一些具有绝地生存能力的微生物。它们可以肩负去其他星球提炼矿物质的重任，成为开拓宇宙空间的先驱。

矿业公司能利用微生物回收金、铜、铀等金属。研究人员提出，可以征召细菌进行太空“生物开采”，为将来的月球或火星移民提炼氧气、营养物质和矿物质。

全世界超过1/4的铜由微生物从矿石中获取，它们会切断将铜固定在岩石中的化学键，将需要的材料分离出来。任职于英国米尔顿凯恩斯的开放大学的地质微生物学家卡伦·奥尔森－弗朗西斯（Karen Olsson-Francis）和查尔斯·科克尔（Charles S. Cockell）推断，微生物也可以被“抽调”去其他星球做同样的工作。“这应该是在太空中以土地谋生的一种方式。”科克尔说。

蓝细菌

蓝细菌又称蓝藻或蓝绿藻，是一类可进行光合作用的原核微生物。蓝细菌的细胞结构非常简单：它没有细胞核，只有呈颗粒状或网状的染色质；没有叶绿体，但有类囊体进行光合作用。蓝细菌分布广泛，可作为水体富营养化的指示生物。

柱孢鱼腥藻

研究人员在类似于月球和火星的风化层（疏松的表面岩石）中，对多种蓝细菌（常被称为蓝绿藻）进行了实验。这些光合细菌已经适应了地球上的一些最极端环境，从极度寒冷干旱的南极麦克默多干谷，到智利炎热干旱的阿塔卡马沙漠，这意味着它们也许有能力在严酷的外太空存活下来。

为了测试微生物的绝地生存能力，奥尔森－弗朗西斯和科克尔将几种细菌发射到高度为300千米的近地轨道，让它们连续暴露在真空、寒冷、炎热和辐射环境中。接着，他们在有水的情况下把这些细菌接种到不同类型的岩石中，包括南非的斜长岩（类似于月球高地风化层）和冰岛火山玄武岩（类似于月球和火星风化层）。2010年，科学家在《行星与空间科学》（Planetary and Space Science）上详细阐述了他们的发现。

所有这些微生物都能从岩石中提取钙、铁、钾、镁、镍、钠、锌和铜。不过，通常作为水稻肥料使用的柱孢鱼腥藻生长最快，萃取的元素最多，而且它还能忍受月球和火星的环境，因而成了最具太空利用潜能的蓝细菌。

科克尔认为，利用微生物进行生物开采有许多优点。尽管单靠化学方法就可以从地外风化层中萃取出矿物质，但微生物能够高效催化反应，大大加快反应进程。单纯的化学方法还会耗费大量能量，而能量在早期的地外前哨站中恐怕相当稀缺。并未参与此项研究的天体生物学家伊戈尔·布朗（Igor Brown）说：“不发展蓝细菌生物技术，我们就没法向月球和火星移民。”看来，以后宇宙移民不再只是人类的专利了。