R一个氦气球像水母一样发出吱吱声，大到足以包围在新墨西哥沙漠上空的帝国大厦。它的乘客悬浮在一辆方形的白色平底船下面，他们是坚韧的标本：数百万个细胞是一种非常有弹性的细菌，被称为Bacillus pumilusSAFR-032。美国宇航局科学家首次在十年前收集了该菌株火星奥德赛装配设施，在那里细菌在灭菌后存活下来。在去年10月将这些药丸状细胞送入天空之前，研究人员让它们挨饿，直到它们变成内孢子，一种装甲休眠状态。
越来越高的黎巴战士上涨：17,000英尺，树木成长的最大高度;24,000英尺，最高飞人的候鸟的上限，条头鹅;到60,000英尺，大气压力如此低，那么身体组织的水会沸腾。最后，16脚，气球到达目的地。在其在平流层上，以上对流层和大部分地球保护臭氧层，条件极端：寒冷作为南极冬天，比最干燥的沙漠更干燥，淹没在紫外线。“大多是，这是最终的死亡，”法国国家农业研究所的微生物生态学家Cindy Morris说。
然而，科学家们发现，丰富多样的古细菌、细菌和单细胞真核生物可以在高海拔地区繁衍生息。在对流层中，每天都有天气发生，每立方米的云平均含有数万个微生物细胞。根据1978年苏联的一项研究，即使在高达250000英尺的近太空云层之上，火箭和气球任务也收集了大量的旅行者。佛罗里达大学的微生物学家Brent Christner说：“我们不仅仅是在尸体上发现尸体并被保存起来。”“这些生物中有一部分仍然活着。”
由于没有翅膀或压力服，这些小人国航天员已经设计出保护自己免受辐射、干燥和严重的细胞压力的方法，并在最荒凉的食物沙漠中寻找食物。他们独特的生存技能使他们能够翱翔天空，分散到地球上最恶劣的环境中。也许更重要的是：如果B. Pumilus.细胞可以通过气球骑行到平流层，是什么阻止他们从搭便车到火星？“如果在平流层中吹来的生物，我们拿走了它们，我们把它们放在火星表面上，”克里斯特说，“他们甚至不会知道差异。”
O课程，微生物不需要气球飞行。一些真菌孢子弹射到他们的父母的炮灰结构。风或海喷雾可以将细胞同样地发射到空气中。但最简单的浮动，玛丽的poppins风格，在传递上升。“随着地球总是加热气氛，”空气总是向上移动，“莫里斯说。“小的粒子不可能在这些电流中结合在一起。”
一旦飞行，微小的漂流者就会乘坐一系列复杂和换气的“天空高速公路”，这是弗吉尼亚理工学院的健美学家David Schmale说。通过工程师Shane Ross，他正在开发方法来预测这些动荡的路线。通过从空中采样无人机的数据配对流体动力学建模，该团队已经确定了大量的各个国家，称为拉格朗日相干结构（LCSS），这种情况表现得“就像在大气中移动的波浪一样，”Schmale说。随着LCS在景观上移动，它就像海洋膨胀一样，像沿着漩涡一样沿着各种空气群众洗牌微生物。
如果耐寒的微生物藏匿在着陆器的黑暗缝隙中，会发生什么？
根据自己的尺寸和空气动力学，微生物可以在大气中保持高速公路数天达到足够长的几周，以便在一次上跳大陆或海洋。例如，气象数据的分析表明，跨大西洋风在20世纪70年代的新世界种植园中，跨大西洋向西携带到美洲的真菌孢子，将甘蔗和咖啡叶生锈传播到新的世界种植园。非洲干旱困扰萨赫尔的尘暴被踢的细菌似乎对加勒比地区的飞跃类似，他们正在杀死珊瑚礁。在中国，在中国的开始，在每个生长季节的开始，孢子导致小麦黄色铁锈迁移数百到数千英里的四川和甘肃西部省省省省，以便将该国的主要小麦腰带重新升级。
这种环球旅行大多发生在对流层，因为那里的空气很少与平流层上面的空气混合。但有很多方法可以搭乘电梯到更高的地方，包括通过雷暴、火山喷发和深层热带对流进行运输。克里斯特纳说，到达平流层的微生物会在稳定的水平气流中随波逐流，使它们能够快速地航行很远的距离。“这是一张去世界上任何地方的门票。”
没有已知的生物能在高海拔地区无限期地生存。科学家估计，即使是最合适的微生物在平流层也可能维持不超过一周，在对流层也可能维持几周左右。美国宇航局微生物学家大卫·J·史密斯（David J.Smith）说，最终他们“被辐射炸了”，他领导了10月份的气球飞行任务，测试人类的耐力B. Pumilus.细胞。结果，一些高飞物种可能已经进化到快速下降的方法：劫持天气。
微生物物质通常从天空中落在雨或雪中。为了沉淀，云必须长大到足以超过空气的冰晶，但纯净的水蒸气通常不会超过-36华氏度 - 除非它得到“冰核核心队”的帮助。通常，通常，盐或矿物粉尘等空降颗粒提供了这项服务。通过供应围绕哪个水分子可以安排的种子，核核使冰能够在高达5度的温度下形成。一些微生物产生蛋白质，该蛋白质在升温条件下催化过程，在实验室中高达28度。科学家们还尚未证明这发生在真正的云中。但是，如果这样做，这是一个方便的技巧：不仅有这些微生物发现一种方法可以在冰冷的逃脱胶囊中吞噬自己，但是当它否则不会让它从天空中掉落。
根据一个模型，拥有这些制冰能力有助于将微生物在天空中的时间缩短到完全不能形成冰核的二十分之一左右。莫里斯说：“那些不具有冰核活性的冰核更难走出冰核。”。她解释说，从微生物的角度来看，大气就像地铁系统。“那里总是有人，但地铁不是一个居住的地方，而是一个移动的地方。”
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我F地球的氛围是一种微生物地铁，这是一个特别地残酷的地铁，通勤者已经进化了各种手段，以在旅途中幸存下来。有些，喜欢B. Pumilus.NASA气球中的细胞形成内孢子。“孢子形成就像细菌的冬眠，”史密斯说。“它们会萎缩，使内脏脱水，并包裹DNA。它们会一直保持这种状态，直到水和营养物质到达，然后它们会翻转开关发芽，继续生存。”
其他最长距离旅行者在防护粉尘羽毛中拼接。Schmale说，研究人员从世界各地收集了非洲尘埃的沉积物，并刚加载微生物，“Schmale说。灰尘的阴影可以将紫外线辐射切成一半。随着羽毛交叉水体，它们拾起颗粒，如藻类或浮游植物，“可以为微生物种群提供润湿，潮湿的环境，以维持在海洋中跋涉。”
微生物也可以在云里临时安家。在法国中部海拔5000英尺的Puy de Dôme山顶上，微生物生态学家皮埃尔·阿马托用一个液滴撞击器吸收云水——“基本上就是一个真空吸尘器，”他说。然后他将样本带回位于Aubière的国家科学研究中心的实验室，在那里他提取活细菌并将它们放在烧瓶中培养。一些样本可以靠甲醛和云水中常见的其他有机化合物生存，这表明它们可以在云中代谢，甚至可能繁殖。“他们吃一些非常奇怪的东西，”他说。
阿马托发现，最成功的云栖生物是在陆地上生活在植物上的细菌——这并不奇怪，他说，考虑到这些物种很好地适应了树叶表面的生活，那里的光线、温度和湿度变化迅速，就像它们在云里一样。许多这些生物还进化出了抵御紫外线辐射的能力:例如，可以充当防晒霜的色素，或者快速修复自身DNA的能力。
这些广为流传的适应性从何而来仍是一个悬而未决的问题。微生物是否在地面磨练了它们的生存技能，然后利用它们飞向天空?反之亦然?举例来说，史密斯认为，上层大气的艰苦条件可能提供了一种选择压力，促使陆地生物如此强大。他说:“想想数以亿计的微小细胞在地球致命的上层大气中持续存在了数十亿年。”“在这个框架下，对极端环境的进化抵抗力似乎是不可避免的。”
拿南极洲的冰盖。地球上的一些最敌对的地方，他们曾经被认为没有生命。然而，在过去十年中，科学家们发现了生活在冰上和冰上的微生物物种，并在下面埋藏的湖泊。“这些微生物可能不会积极地增长 - 它们可能只是在暂停的动画中冻结 - 但随着气候变化，随着这些地方的融化，随着地表水开始形成，你可能会看到他们代谢和繁殖，”大卫珍珠说是英国诺福利亚大学的微生物学家，是国际合作的一部分，以在南极洲调查微生物多样性。许多冰居民，Pearce嫌疑人可能抵达风：当他和他的同事分析了一名遥控研究站的空气样本中的微生物DNA，他们发现几乎一半的空中探险家与人类活动无关可能源于土壤和土壤其他大洲的其他地面来源。（令人难以置信的是，航天器装配室中也发现了一些这些菌株。）
“高层大气相同的是一种预选滤波器，”Pearce说 - 它确保只有最强硬的人分散到殖民地的偏远和最贫瘠的前哨。
T其他世界也可以这样说。如果严格的航空旅行能让微生物在南极洲茁壮成长，为什么金星的大气层不行呢？那里相对温和的温度和压力可能能维持地球生命？或者火星表面，那里的条件与地球上层大气没有太大区别？如果微生物喜欢B. Pumilus.史密斯说，可以在平流层幸存下来，他们可能能够在火星表面上坚持足够长，以建立自己在更热情地位的地方，如地下，“它可能是温暖和湿润的地方。”His team is still analyzing results from the balloon mission, but he says they seem “consistent” with what’s already known about these super-survivors, which have endured stratospheric simulation chambers and once lived for 18 months outside the International Space Station while shaded from UV light.
地球生命如何到达其他行星是一个争论不休的问题。空气中的细胞无法达到足够大的逃逸速度来摆脱地球的引力。科学家们也没有提出一个令人信服的解释，说明他们如何在太空中经受长时间的运输和致命的辐射水平。但这并没有阻止天体生物学家对胚种的思考，即生命通过流星和其他宇宙载体（比如宇宙飞船）在宇宙中传播的假设。
对于美国宇航局，这是一个非常真实，令人不安的，可能性。原子能机构确定了数百种细菌菌株B. Pumilus.它们的寿命比宇宙飞船的消毒程序(如过氧化氢浴、热冲击和紫外线辐射)还要长。如果这些或其他耐寒的微生物藏在着陆器的黑暗裂缝中，或在着陆器穿过地球大气层时附着在上面，会发生什么?
“这些有机体真的非常强大，”莫里斯说，“他们正在进入地点。”他们所需要的只是一个电梯。
切尔西·沃尔德(Chelsea Wald)是奥地利维也纳的一位科学作家，她经常为美国科技公司撰稿鹦鹉螺。
