科学家竟在小行星样本中发现了细菌，这下问题大了（组图）

马修·金奇（Matthew Genge）和学生们看着扫描电镜（SEM）显示器上的图像，惊讶地张大了嘴巴，差点从椅子上掉下来。他们看到了许多由有机物组成的杆状和丝状结构（RF-OM），长得很像细菌。平时看到这种图像并不奇怪，但问题是，在扫描电镜下放着的，是一块来自小行星“龙宫”（Ryugu）的岩石样本。难道他们发现了外星生命？

金奇在2022年11月11日观察到的RF-OM（图片来源：原论文）

它还活着

金奇仔细地回顾了这块样本的来历和处理过程。

2014年12月3日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）发射了“隼鸟2号”（Hayabusa2）探测器，目标是前往距离地球3.4亿千米的小行星“龙宫”，采集样本并带回地球。2019年，“隼鸟2号”成功在“龙宫”表面采样，最终于2020年12月6日将5.4克样本安全送回，样本返回舱在澳大利亚北部的沙漠中着陆。

返回舱被迅速转移到日本相模原市（Sagamihara）的实验室。在那里，JAXA的科学家在压力低于10-5 Pa的真空洁净室中打开样本舱，使用经过严格灭菌的工具取出颗粒样本。随后，这些珍贵的样本在氮气环境下接受了光学显微镜、近红外光谱成像仪和微量天平的初步检测。

之后，“龙宫”样本被小心翼翼地装入充满氮气的密封容器，运往世界各地的研究机构。2022年7月22日，其中一份样品抵达英国，而作为英国帝国理工学院（Imperial College London）的行星科学家，金奇带领的研究团队很荣幸地拿到了这份样品。

金奇记得，10月14日，在他们刚拿到这份样品时，就用纳米X射线计算机断层扫描（XCT）对样本进行了全面检查，并未发现任何类似细菌的踪迹。11月3日，团队将“龙宫”样本包埋进树脂，在乙二醇中进行打磨并喷镀了碳涂层，之后样本一直被妥善保存在密封容器中。直到11月11日的扫描电镜检测，他们才有了这个惊人的发现。这些形似微生物的奇异结构究竟是什么？

为了解开谜团，金奇团队仔细地分析了RF-OM。他们惊讶地发现，这些物质的尺寸和形状极为多样：宽度从0.18微米到1.14微米不等，长度则介于0.68微米到18.3微米之间。有些看上去是规则的杆状，而另一些却呈现出一头粗、一头细的形态。

为了检测这些奇怪物质的变化，金奇等待了一段时间。2022年11月30日，金奇用扫描电镜再次检测了样本。他发现，之前明明只有11根RF-OM，竟然在短短三周内增加至147根。2023年1月14日，金奇又检测了一次，RF-OM这次缩减至36根。不过，实际数量可能会超出这一数值，因为RF-OM往往聚集在一起，难以辨清个体数量。

金奇在2022年11月30日观察到的RF-OM（图片来源：原论文）

为了弄清真相，金奇决定重新处理样品。2023年2月7日，他们再次在乙二醇中打磨了样本，并在接下来的4个月中多次检测。然而，此后无论他们如何寻找，这些神秘的结构再也没有出现过。

得出结论

为了找到答案，金奇首先排除了实验室环境中常见纤维污染的可能性。人类毛发显然过于粗大，无法与RF-OM的尺寸匹配，而那些尺寸接近于RF-OM的擦拭布纤维和抛光垫纤维，形态又与RF-OM完全不同。这些人造纤维通常表面粗糙、两端不规则，缺乏RF-OM那种光滑、圆润且高度弯曲的特征。

扫描电镜下的人类毛发（图a）、棉纤维（图b）、擦拭布纤维（图c）和抛光垫纤维（图d）。（图片来源：原论文）

由于这些微生物样结构的含量实在太少，金奇无法通过DNA测序的方法进行鉴定。但根据形态和其他线索，金奇推测RF-OM很可能是地球上的微生物。

首先，RF-OM的主要成分是碳基有机物，其尺寸也与地球微生物一致。尤其是这些杆状和丝状的结构，与枯草芽孢杆菌等细菌极为相似。其次，RF-OM通常分布在“龙宫”样本中的有机物附近，这种分布模式也与异养生物的行为特征相符。至于多变的形态，金奇推测，这可能是地球微生物在应对极端环境压力时产生的适应性变化。

金奇团队还在扫描电镜下捕捉到了一些RF-OM“分裂”的瞬间，看起来也与正在分裂的地球微生物十分相似。此外，RF-OM数量从11个快速增长到147个，这种繁殖模式与地球微生物的对数生长期极为相似。虽然RF-OM的增长速度比枯草芽孢杆菌缓慢得多，但考虑到样本所处的压力环境，生长速度减缓也不足为奇。而随后数量又锐减至36个，则可能是因为这些微生物死亡所致。至于RF-OM在样本重新打磨后彻底消失，意味着它们仅存在于样本表面几微米深的区域，这也进一步说明，RF-OM并非源自“龙宫”本身，而是实验过程中引入的污染物。

金奇等人观察到的似乎正在进行细胞分裂的RF-OM（图片来源：原论文）

金奇推测，这些微生物可能是在他们第一次打磨样本时被无意引入的。因为在打磨之前，样本始终在无菌条件下进行处理和保存，受到污染的可能性极低。而且，考虑到样本在过去近300天内一直存放于充满氮气的干燥环境中，地球微生物几乎没有机会在这种环境下存活。而他们第一次使用XCT检测样本时并未发现微生物的存在，也进一步印证了这种解释。

在“龙宫”样本中发现的微生物并非外星生命，这件事让金奇感到五味杂陈。一方面，它凸显了让外星样本在处理过程中完全避免地球污染的难度之大：即使已经采取了极其严格的污染控制措施，微生物的入侵仍然防不胜防。因此，即便人们未来在严格控制污染的情况下，从太空样本中发现了微生物，也很难轻易证明它们就是外星生命。

但另一方面，该发现说明，地球生命或许具备在小行星表面生存的潜力。因为即使在“龙宫”样本存储和处理的极端压力环境中，地球微生物依然能够繁殖，说明生命的韧性可能超乎我们想象。然而，这也同时敲响了警钟：人类的外太空着陆任务需要格外注意，否则很可能会在不知不觉中污染地外环境。

整理完实验结果后，金奇最近将这项研究发表在了《陨石学与行星科学》（Meteoritics & Planetary Science）上。

还好只是虚惊一场。