中國科學家回顧如何在雲層之上發現生命

生命能到達多高？在人類歷史的大部分時間裡，答案只是猜測。中國科學作家的一篇新文章本週發表在科學網的部落格平台上，追溯了探索這一問題的驚人戲劇性歷史，而浮現出的畫面是一段耐心、有時是偶然的發現歷程。

故事始於1930年代，當時美國陸軍航空兵團的一艘名為「探險者二號」的氦氣球升入約22公里的高空。它攜帶了無菌採樣裝置，在下降時打開，捕獲平流層的空氣。回到實驗室後，研究人員培養了樣本，發現了十種細菌和真菌。這是人類首次從那個高度回收存活的、可培養的微生物，這一壯舉於1936年被報導。當時，這項工作受到時代工具的限制：無法透過DNA識別生物體，因此科學家無法判斷這些微生物是上層大氣真正的居民，還是僅僅從地面帶上去的乘客。

這種模糊性困擾了該領域數十年。每一個關於極高海拔生命的新主張都面臨同樣的反對：污染。氣球、飛機或火箭很容易在近地面拾取孢子，並將其沉積在遠高處收集的樣本中。文章指出，研究人員透過收緊方法來回應：對設備進行滅菌，在精確時刻打開和關閉收集器，並設計能夠揭示微生物是否真正漂浮在平流層中的對照組。

其意義不僅僅是出於好奇。界定生物圈的上限對於理解生命如何在地球上傳播、細胞對輻射和寒冷的耐受性，以及地球大氣是否能在各大陸之間攜帶生物體至關重要。它也影響著對太陽系其他地方生命的思考，那裡同樣存在極端的溫度和輻射。

現代技術改變了遊戲規則。有了DNA定序，科學家不再需要在培養皿中培養微生物就能知道它們存在。他們可以將高空樣本的遺傳物質與已知物種進行比較，至關重要的是，與在地面和採樣設備本身發現的微生物進行比較。這使他們能夠比氣球先驅們更有信心地區分真正的高空飛行者和偷渡者。

文章作者以「張武昌」為名寫作，將這段歷史視為科學謙遜的一課。早期研究人員感到興奮並沒有錯，但他們缺乏回答自己問題的工具。每一代人都繼承了前一代的發現和疑慮，而每一輪技術都將邊界推高了一點，並使其更加穩固。

對於遠離任何實驗室的讀者來說，這個故事提醒我們，關於我們星球的一些最基本的事實直到最近才被確定，而天空與生命世界之間的界線比看起來更薄、更奇特。完整敘述是更長系列的一部分，發表在由中國科學院運營的科學部落格網絡——科學網上。