我們都知道,實驗是科學研究工作中必不可少的一部分,可以説沒有實驗就沒有現代科學。在過去的日子裏,科學家們做過難以計數的實驗,在這些實驗中,有些只需要短短的一瞬間,但也有一些需要耗費大量的時間。
最典型的例子就是為了證明“瀝青可以流動”而設計的“瀝青滴漏實驗”,該實驗被稱為人類的科學歷史上耗時最長的實驗,從1927年開始一直到現在都沒有結束,已經耗費了近百年的時間,根據科學家的估計,該實驗可能還要進行100年才會結束。
也就是説,不出意外的話,我們可能都等不到這個實驗結束的那一天了,然而大家先別急着表示驚訝,因為在愛丁堡大學,還有一個比“瀝青滴漏實驗”更加耗費時間的實驗正在進行之中,根據計劃,該實驗從2014年開始,到2514年結束,總共需要500年的時間。相信大家一定會比較好奇,這個長達500年的實驗到底想證明什麼呢?下面我們就來一起了解一下。
在2003年的時候,愛丁堡大學的微生物學家查爾斯.科克爾(Charles Cockell)不小心把一種名為“擬甲色球藻”(Chroococcidiopsis)的微生物遺忘在一個乾燥的培養皿中,10年以後,他無意中發現這些生命依然堅強地活着。
(“擬甲色球藻”,比例尺為10微米)
要知道在此之前,雖然大家都相信有些微生物可以在極端環境中存活,但從來沒有人對此做過系統並且可控的實驗,因此這個發現馬上就引起了查爾斯.科克爾和他的同事們的興趣,於是他們就決定乾脆利用“擬甲色球藻”來做一個實驗,看看這些生命到底可不可以在極端環境中存活500年。
實驗的思路很簡單,就是將“擬甲色球藻”裝進若干個密封的玻璃瓶子中,並將其妥善地保存,在接下來的500年時間裏,每隔一段時間,就取出其中的一小部分,然後打開玻璃瓶子,用適量的水以及營養物質對這些瓶子裏的生命進行培養,觀察它們是否還有生命力,並記錄下相關的數據。
為了保證實驗的順利進行,他們還特意增加了一種實驗對象——“枯草芽孢桿菌”(Bacillus Subtilis),這也是一種生命力非常強的微生物。
(“枯草芽孢桿菌”,比例尺為10微米)
該實驗於從2014年正式開始,研究人員準備了800個裝有這兩種微生物的玻璃瓶子,並將其置入特製的橡木盒子中,其中的一半用鉛封裹,為什麼這麼做呢?這是因為鉛可以有效地屏蔽外界的輻射,科學家想要藉此瞭解外界輻射對這些瓶子裏的生命有多大的影響。
按照計劃,在前24年裏研究人員每年會做一次檢測,剩下的時間則是每25年做一次檢測,直到2514年才會結束(最後一次檢測的時間點是這一年的6月30日)。我們可以看到,這個長達500年的實驗,其實就是想證明“擬甲色球藻”和“枯草芽孢桿菌”,是否真的可以在極端環境中存活500年。
雖然這個實驗的成本很低,並且操作也相對簡單,但是500年的時間實在是太長了,這需要很多代研究人員才能完成,因此如何確保這個實驗能夠代代傳承是一個難題。
對此,查爾斯.科克爾的同事拉爾夫.穆勒(Ralf Moller)表示,他們考慮了多種方案,包括將實驗説明存入U盤、印到紙上、刻在石頭上或金屬板上。除此以外,他們還要求該實驗的研究人員每隔25年,就以當時主流的存儲方式對相關數據進行一次複製,以保證實驗能夠跟上人類科技的發展。
那麼這些瓶子裏的生命能堅持得住嗎?對此科學家持樂觀的態度,因為從理論上來講,“擬甲色球藻”和“枯草芽孢桿菌”這兩種微生物,應該都能夠在乾燥又沒有持續營養的環境中存活數百年甚至更長的時間。
需要指出的是,這個實驗並不是想象中的那麼無聊,因為它可以使我們收集到有關微生物壽命以及其在極端環境中存活情況的詳細數據,這可以幫助科學家在未來對類似的微生物進行改良,從而讓它們能夠更好地適應極端環境,並將其應用於相關領域,比如説改造火星。
(正在恢復生機的火星想象圖)
火星是太陽系中與地球環境最相似的行星,一直是我們人類心目中的第二家園,一般認為,我們改造火星的第一步是想辦法釋放出火星上的二氧化碳,第二步就是利用生命力頑強的微生物改造火星的大氣以及土壤,到那個時候,估計經過科學家改良後的微生物就可以大顯身手了。