NASA发现最狡猾细菌：悄悄“装死”潜入航天器，可能已偷偷抵达火星

抖音推荐 2025年10月28日 00:36 3 admin

地球是一个奇迹

科技｜全球

这种名为清洁室细菌(Tersicoccus phoenicis)的细菌，其命名蕴含三重含义：一是关联它的发现环境——清洁室(“Tersi”源自拉丁语，意为“清洁的”)；二是描述它的细胞形态(“Coccus”源自希腊语，意为“浆果”，指代其球状细胞)；三是纪念它的最初发现地—— 在肯尼迪航天中心的清洁室中，当时工程师们正在那里研发“凤凰号”火星着陆器(Phoenix Mars Lander)，该细菌便是在此过程中被发现的。｜国家地理图片集

制造航天器，需要一个洁净度极高的建造区域。若要向其他星球发射机器人，探寻外星微生物的生命痕迹，这样的环境更是必不可少——没人愿意把“偷渡”的地球微生物，误当作外星生命存在的首个证据。

同样，在人类前往国际空间站、月球乃至火星的长期太空旅行中，要保护宇航员免受潜在危险微生物的侵害，洁净的航天器建造环境也起着关键作用。

正因为如此，航天器的制造往往在清洁室(clean room)中进行，这类清洁室堪称地球上最无菌的环境之一。然而十年前，科学家们却遭遇了一场意外：一种全新的细菌不仅入侵了某一个航天器清洁室，还同时出现在了两个相隔数千英里的清洁室中，这一发现让学界大为震惊。

这种细菌便是“清洁室细菌”(Tersicoccus phoenicis，拉丁语“干净+浆果+凤凰”)，后续研究证实它本身无害，但它的存在依然引发了担忧：在被发现之前，它显然已在清洁室中存活了一段时间，却能成功躲过检测，突破了严格的灭菌流程。

那么，它究竟是如何“隐身”的呢？

近期，《微生物谱》(Microbiology Spectrum)期刊发表了一项研究，终于揭开了这种“狡猾”细菌的秘密：清洁室细菌(T. phoenicis)能够进入深度休眠状态，而正是这种状态让科学家无法检测到它的存在。

“它没有死，只是在装死。”休斯顿大学(University of Houston)微生物学家、该研究的作者之一马达汉·蒂鲁马莱(Madhan Tirumalai)解释道，“它仅仅是处于休眠状态而已。” 自清洁室细菌被发现后，航天机构的清洁室中又陆续出现了更多神秘微生物，还有一些未被发现的微生物，可能仍在某个角落藏匿着。

“这些微生物中，有一部分或许存在潜在风险。”休斯顿大学生物学家兼生物化学家、该研究的另一位作者威廉·威杰(William Widger)表示。

极端清洁室：并非所有航天器都需“一尘不染”

并非所有航天器都要求达到绝对洁净的标准。比如用于研究遥远行星、搜寻近地小行星的天基望远镜，工程师只需穿着防尘的全包裹式“无尘服”进行建造即可。即便过程中出现少量散落的尘埃颗粒或细菌，也不会对这类任务的执行造成影响。

但若是制造用于探寻外星微生物的火星车，情况就完全不同了——绝对不能让地球的微生物“搭便车”登上火星。同样，前往太空的宇航员，也需要避免接触致病的细菌、真菌和病毒。因此，针对这类任务的清洁室，其洁净程度必须达到极高水平。

在这类清洁室中，空气过滤器会持续过滤空气中的灰尘与污垢，实验室内部略高的气压则能确保空气始终向外流动，避免外部污染物进入。

同时，杀菌液、紫外线灯、放射性射线以及杀微生物气体，都会被用于保持室内表面的无菌状态。不仅如此，工作人员还会在略高于水沸点的温度下，对清洁室进行长时间干热处理，以此清除那些富含营养的微小水环境，断绝微生物的生存条件。

即便采取了如此严密的防护措施，仍有部分微生物能在绝境中存活——哪怕没有任何可食用的物质，哪怕面临多种“杀生物工具”的攻击，它们依然能逃过死亡的威胁。

清洁室中的微生物：在恶劣环境中进化生存

事实上，清洁室的恶劣环境，反而可能促使微生物进化出全新的生存策略。因此，航天机构会定期对清洁室进行微生物调查：工作人员会擦拭室内表面采集样本，再将样本放入富含营养的培养液中，观察是否有微生物细胞繁殖。

在某些情况下，即便没有观察到细胞繁殖，他们也会进一步检测样本，确认其中是否存在来自失活或死亡微生物的残留遗传物质。

过去几年里，在美国国家航空航天局(NASA)和欧洲空间局(ESA)经过最彻底清洁的航天器组装与测试室中，科学家们已发现了数百种细菌，其中不乏许多此前未被科学界认知的种类。仅在今年，他们就从两个航天器清洁室的擦拭样本中，识别出了26种新细菌。

“即便在清洁室和航天器上，依然存在多样化的微生物组。”佛罗里达大学(University of Florida)太空生物学家尼尔斯·阿弗雷斯(Nils Averesch)说道，他并未参与这项近期研究。更令人意外的是，在国际空间站外部，科学家们也发现了微生物的踪迹——要知道，那里可是暴露在太空极具敌意的环境中。

这些微生物的生存方式各有不同：有些靠“食用”本应杀死它们的清洁产品存活；有些则会形成芽孢——一种坚韧的生物结构，能像盾牌一样保护自身。蒂鲁马莱指出，处于芽孢状态的细菌“可以保持惰性数百万年，直到遇到合适的环境，才会再次萌发”。

除此之外，进入休眠状态也是微生物的生存策略之一。“它们很狡猾，会进入‘睡眠模式’。”蒂鲁马莱说。对于许多细菌而言，只要获得营养，就能从休眠状态中苏醒，此时科学家便能通过擦拭取样，在实验室中将它们培养到可检测的数量。

但有些休眠细菌即便获得了营养，也会一直保持沉默与失活状态。这种休眠方式，让它们能始终“隐身”于清洁室中。“科学家擦拭取样后，把样本放在培养皿里，却看不到任何生长迹象。”威杰表示，这种情况可能会引发真正的问题——而清洁室细菌，就属于这类细菌。

微小“清洁室细菌”的崛起：跨洋清洁室中的共同发现

2007年，在为美国国家航空航天局“凤凰号”火星着陆器(Phoenix Mars Lander)做准备时，工程师们对位于佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的组装清洁室地面进行了擦拭取样。

借助这些样本，再结合DNA痕迹检测，科学家们在2013年宣布了一项重要发现：他们在肯尼迪航天中心，以及2500英里外位于法属圭亚那的欧洲空间局清洁室中，均识别出了同一种新细菌——清洁室细菌(T. phoenicis)。

这是人类首次在两个相隔遥远的清洁室中，发现同一种新微生物。起初，科学家们通过分析清洁室细菌的基因组，试图找出它能在不同无菌环境中长期存活的原因。他们发现，这种细菌携带了一种名为“复苏促进因子”(简称Rpf)的蛋白质基因，而这种蛋白质，能够唤醒其他同样携带该基因的同类细菌。

不过，携带该基因并不意味着细菌一定会利用它。为了验证这一点，蒂鲁马莱的团队做了一项实验：他们让清洁室细菌完全处于无营养状态，并将其脱水至干燥状态。结果显示，这些细菌迅速进入了休眠状态。在大多数情况下，即便后续给予营养，这些细菌也无法脱离休眠状态重新生长；只有少数情况中，细菌会在富含营养的区域聚集成簇生长，但这一过程需要耗费数天时间。

正是这种“几乎无法检测的休眠状态”，以及“即便环境改善也能维持休眠”的能力，解释了为何科学家们花了许久才在航天器清洁室中发现它们。“但只要加入Rpf，情况就会立刻改变——它们会马上复苏。”蒂鲁马莱说，“清洁室细菌需要Rpf才能从休眠中苏醒。”

值得注意的是，Rpf并非清洁室的天然成分，但多种细菌都会分泌这种物质，其中就包括一种常见于人类皮肤表面的细菌。这也使得Rpf在其他环境中很容易被找到。“你我身上都有这种物质。”威杰表示。由于Rpf分布广泛，那些附着在超洁净航天器上的清洁室细菌，即便经过长时间休眠，也能轻松找到Rpf并苏醒，进而获取营养存活。

火星上的“地球微生物”？可能性极低

那么，清洁室细菌的这种休眠能力，能否让它在深空的恶劣环境中存活呢？目前尚无定论，但科学界普遍认为可能性极低。要知道，“凤凰号”火星着陆器早已离开地球，前往火星北极地区，旨在寻找古代水和有机分子的踪迹。而即便有细菌能随着陆器抵达火星，在火星表面的极端环境下存活的概率也微乎其微。

相比之下，更值得关注的问题在于清洁室本身，以及在其中工作的人类。清洁室细菌的存在，不仅为航天器清洁室敲响了警钟，也给所有领域的清洁室提了个醒——无论是农业、食品生产实验室的清洁室，还是制药公司、医院使用的清洁室，都面临着类似的潜在风险。

“休眠状态带来的影响，不仅限于行星保护领域，还与人类的生活环境息息相关。”蒂鲁马莱强调。试想一下，若致病细菌能在这些本应无菌的环境中，进入与清洁室细菌类似的“隐身模式”，后果将不堪设想。目前，科学家尚未发现这类具有潜在威胁的微生物，但这并不代表它们不存在——很可能只是因为它们尚未被检测到而已。“未知的事物，往往比已知的更可怕。”威杰的这句话，道出了学界的担忧。

对抗“狡猾”微生物：从检测到防御的新思路

针对这类“隐身”微生物，该研究团队提出了一些应对思路。首先，应扩大对清洁室表面的检测范围，重点寻找“隐身”微生物的遗传物质痕迹；其次，还可以尝试一种更反直觉的方法——从一开始就阻止细菌进入休眠状态。

正如前文所说，Rpf能唤醒清洁室细菌，使其从“隐身”状态暴露出来，进而被轻易杀灭。威杰表示，若科学家能找到唤醒其他类似细菌的关键物质，“那么那些原本就能杀死它们的抗生素，就能发挥应有的作用”。

不过，对于短程太空飞行而言，这类“狡猾”微生物带来的威胁并不大——毕竟，国际空间站上的宇航员，至今尚未在太空中感染过严重的传染病。

而在前往月球或火星的长期载人航天任务中，宇航员会提前经历长时间的隔离检疫。这样做的目的，是确保他们在发射前，任何可能潜伏的传染病都能被及时检测出来。但即便如此，也无法保证航天器内部不会存在“隐身”的微生物——它们可能正等待着合适的时机“苏醒”。

需要注意的是，进入休眠状态并非微生物躲避检测的唯一方式。科学家近期做了一项实验：将某些细菌置于类似火星的环境中，结果发现这些细菌的形状和生物行为都发生了改变。此外，已有研究表明，太空旅行还会干扰宇航员的免疫系统。若这两种情况同时发生，人类自身的生物防御系统，可能会更难检测并杀灭入侵的细菌。

对于那些希望在月球或火星表面建立长期基地的探索者而言，切勿低估细菌的生存能力。要知道，地外基地需要食物供给，“而如果要携带植物，就必然会同时带入大量微生物。”阿弗雷斯说。但愿这些随人类一同前往地外的微生物，都是对人类无害的种类。

撰文：Robin George Andrews

编译：Arvin

校对：钱思琦

版式设计：钱思琦