2022年11月，Matthew Genge 正在扫描电子显微镜下观察龙宫小行星上一个毫米大小的斑点时，他注意到有些不对劲。一个微小但清晰的棒状有机物触须，以前从未见过，紧贴在表面。“我当时想，‘嗯，这很奇怪，’”Genge 回忆道。“然后我发现了另一个，又一个。”
在短暂的时间里，他和他的同事们猜想，他们可能刚刚取得了人类历史上最划时代的发现——外星生命的发现，通过从太空岩石中提取的几克物质被带到地球。日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 的隼鸟2号任务在 2019 年捕获了样本，并在第二年将它们以密封舱的形式送回了澳大利亚偏远地区的着陆点。然后，JAXA 的科学家们使用最先进的洁净室中的无菌工具编目了单个粒子，并将它们运送给世界各地的研究人员（包括 Genge 的团队），装在充满氮气的密封容器中。
但如果这些微小的细丝是外星生物，它们看起来和行为都非常像饥饿的地球微生物，它们贪婪地吞噬龙宫小斑点中的营养物质，使其数量膨胀了 10 倍，然后在好奇的科学家们进行扫描电子显微镜测量轰击下死亡。通过观察这种繁荣与衰落的周期，Genge 和他的同事们意识到，这些棒状物几乎可以肯定是来自地球的入侵者，它们不知何故在研究人员严谨的预防措施下，仍然在微小的地外样本上定居。他们谦逊地写下了他们的发现，这些发现已于上个月发表。“这有点令人尴尬，”伦敦帝国理工学院的行星科学家 Genge 说。“但作为一名科学家，你必须说实话——报告这些事情很重要。”
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谨慎保管的理由
来自龙宫的颗粒为地球微生物提供了丰富的自助餐，这对研究此类原始小行星的科学家来说并不奇怪，这些小行星通常富含富含碳的有机分子。相反，这一事件提醒人们，即使是最严格的协议也无法始终排除地球污染。“我不认为这是团队的失败，而是在地球上开展业务时，在无法确保无菌的条件下工作的必然结果，”卡内基科学研究所的天体生物学家 Andrew Steele 说，他没有参与这项新研究。航天机构和处理样本的科学家们尽一切努力避免污染，即使在微小的颗粒上也能发现此类入侵者，这证明了先进技术和严格的筛选方法的存在。“但最终我们确实生活在一个由微生物统治的星球上，偶然事件确实会发生，”Steele 说，因此这一事件“为我们提供了新的途径来研究和学习。”
一个教训是，改变样本的处理方式是有风险的。当 Genge 和他的团队在 2022 年 10 月首次检查颗粒时，没有细菌存在的迹象，这表明污染很可能不是由于 JAXA 严格的流程中的任何疏忽造成的，而是在伦敦自然历史博物馆的实验室中一个必要的准备步骤中发生的，研究人员在那里从容器中取出颗粒进行抛光以进行分析。“我们对它非常小心，但没有人像 JAXA 那样小心，因为我们没有那些设施，”Genge 说。“你只需要一个细菌细胞落在你的样本上——就是这样，它就被污染了。”
该案例强调了“保管的重要性，以及我们在任务开发期间为维持这些高标准所做的广泛努力是值得的，”JAXA 的 Toru Yada 说，他领导隼鸟2号任务的样本保管工作，并发表了关于论文关于细致流程的文章。这些预防措施也涵盖了航天器建造、发射和回收，使得该机构设施内的污染可能性极低，但一旦样本被送到世界各地没有类似基础设施的科学家手中，风险就会不可避免地增加。“而[世界各地的科学家]是那些会做出发现的人，”Genge 说。“如果你将污染物误解为样本的一部分，那就变得很危险——你开始用不正确的假设污染科学。”
Genge 最好的猜测是，龙宫颗粒中的棒状细丝来自芽孢杆菌属Bacillus中的一种微生物。这些顽强的细菌以其快速栖息于新的极端环境的能力而闻名。然而，由于推测的微生物实际上被困在为分析而应用的碳涂层下，因此没有尝试通过 DNA 检测进行确切的鉴定。一些关于实验陨石的实验表明，地外物质含有丰富的有机物来支持我们所知的生命，有时长达数年。但是微生物可以在非常少的物质上生存，除非它们达到非常庞大的人群，否则它们通常不会改变岩石的整体成分，以便科学家容易发现。它们留下的微化石可能是它们存在的有价值的示踪剂，但区分真正的微化石和可以模拟它们的非生物过程并非易事，并且之前曾引发激烈的辩论。
“如果我们在——插入您最喜欢的世界——上找到微化石，它可能成为生命的潜在指标，”佛罗里达理工学院的天体生物学家 Manasvi Lingam 说，他没有参与这项新工作。但龙宫样本污染的案例表明，“如果我们发现这些结构，我们必须小心，它们不是由人类以某种方式引入的。”
地球的地外出口
仅在十年前，科学家们还指责糟糕的洁净室礼仪导致鼻涕中常见的细菌潜入 NASA 的 Surveyor 3 探测器，该探测器前往月球并在 1960 年代将部件带回地球。多年来，技术和协议已大大进步，以帮助保持洁净室和我们的外星探索尽可能原始。即便如此，当科学家们在从月球、火星以及可能在未来的某一天，从外太阳系巨行星迷人的冰卫星带回的样本中寻找外星生命迹象时，无疑将继续与类似的难题作斗争。
例如，如果 NASA 的陷入困境的火星样本返回 (MSR) 计划取得成功，科学家们希望仔细检查精心挑选的碎片，以了解其生命前景。“我们不仅期待富含有机物的样本，而且还在为潜在的生物特征做准备，”MSR 团队在给《大众科学》的一份声明中说。“因此，除了加强清洁协议外，对设备和工具进行全面灭菌将是必要的——这些是我们与[欧洲航天局]合作伙伴正在进行的研发工作的一部分。”
在离家更近的地方，月球非常缺乏大多数生物体用于能量的物质，因此对于使用阿波罗时代月球样本的科学家来说，微生物污染是一个次要问题。如果 NASA 的阿耳忒弥斯 III 月球采样任务等努力从稍微更宜居的区域（例如月球南极的充满冰的陨石坑）带回物质，这种情况可能会在未来发生变化。所有这些样本都将在原始环境中保管，并借给其机构符合安全要求的持证科学家。“NASA 一直是阿波罗样本的非凡保管者，”芒特霍利约克学院的地质学家 Darby Dyar 说，他正在分析阿波罗剩余的一些原始样本。
同样，当 JAXA 准备在 2026 年发射其火星卫星探测 (MMX) 任务以从火星卫星火卫一取回样本时，Yada 说该机构已开始监测航天器的建造环境，并正在制定协议来处理返回的样本。“我们发布这些步骤是为了与全球社区分享保管程序……以便接收样本的研究人员可以对样本的处理方式充满信心，这对于解释科学结果至关重要，”他说。
这两个机构都没有强制规定借出地外样本的机构（包括处理微生物污染的机构）的具体基础设施或程序。“它们无处不在，”Dyar 谈到微生物时说。“从科学的角度来看，你只能尽力而为。” 借助技术和筛选工具的进步，科学家现在能够研究生物和非生物化学的复杂细微差别，其灵敏度在十年前是无法想象的。然而，我们是否会被愚弄，将普通的地球微生物或它们毫无生气的残余物误认为奇怪的外星生命形式呢？
“这是我们在火星社区长期以来一直在努力解决的问题，”Steele 说。“简短的回答是否定的，除非外星生命看起来非常像地球生命。”