Rare Fungal Diversity in NASA Mars 2020 Mission Assembly Environments Revealed by Six Novel Species and Comparative Functional Genomics
本研究通过多基因系统发育学和比较基因组学，从美国国家航空航天局（NASA）“火星2020”任务组装环境中鉴定出六种新型真菌物种，揭示了独特的应激适应特征，强调了加强真菌监测对于确保未来太空探索中的行星保护和污染控制的至关重要性。
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在建造 NASA 太空船的洁净室深处，空气经过过滤，地板经过工业级擦拭，且人类的存在受到严格控制，以保持环境尽可能无菌。这些地方本不该有生命繁衍。然而，生命总能找到出路。真菌——包括霉菌和蘑菇在内的生物界——已被发现隐藏在这些超净空间中，依靠极少量的灰尘和营养素生存。科学家们早已知道这些微观入侵者能够承受严酷的条件，但一直难以准确了解它们究竟是谁，以及它们是如何持续存在的。挑战在于，许多这类真菌在显微镜下看起来非常相似，难以区分，而且用于识别它们的标准遗传检测往往无法揭示它们的真实身份。这至关重要，因为如果我们正计划向火星派遣人类或在太空建立栖息地，我们需要确切知道有哪些微观生命随我们同行，它们如何度过旅程，以及它们是否会对机组人员或设备构成风险。
最近，一个研究小组对从 Mars 2020 任务组装设施中采集到的七种特定真菌菌株进行了深入研究。这些设施位于加利福尼亚州和佛罗里达州，是火星探测器组件在发射前进行组装的地方。科学家们不仅观察了这些真菌，还对它们进行了培养、拍照，并测序了它们的完整遗传密码。通过阅读这些生物完整的遗传指令，而非仅仅是其中一小段片段，团队得以看到以前被忽略的细节。他们的工作表明，这七个样本实际上属于六种从未被科学界描述过的全新真菌物种。其中两个物种在加利福尼亚州和佛罗里达州都有发现，这表明它们在这些高科技环境中分布广泛，而其他物种则是特定地点所特有的。
研究人员为这些新物种命名，以向那些塑造了太空探索和极端环境生命研究的研究者致敬。其中一种名为 Cladosporium prattiae 的物种是以丽莎·普拉特（Lisa Pratt）命名的，她曾是领导行星保护工作的 NASA 前官员。另一种名为 Cladosporium crawfordii 的物种则向研究极端环境生物学的微生物学家罗纳德·克劳福德（Ronald Crawford）致敬。其他新物种分别以加里·伯迪克（Gary Burdick，NASA 项目经理）、哈拉尔德·胡伯（Harald Huber，研究嗜极生物的教授）、K. 巴拉素布拉马尼安（K. Balasubramanian，海洋生物学家）以及发现其中一种菌株的加利福尼亚州命名。研究表明，使用一组广泛的遗传标记（特别是 61 个在多种真菌中通用的不同基因），比以往较短的遗传测试能更清晰地描绘出它们之间的亲缘关系。这种方法使科学家能够确认，尽管这些真菌在实验室中看起来非常相似，但它们确实与已知的近亲有所区别。
除了命名之外，团队还调查了这些真菌具备什么样的能力。他们通过研究基因来查看这些真菌携带了哪些“工具”在它们的遗传工具箱中。他们发现，这些生物拥有制造色素的基因，色素可以像天然防晒霜一样保护它们免受辐射影响，以及寻找铁元素（一种在洁净室中稀缺的营养物质）的基因。一些真菌还携带产生复杂化学物质的基因，这可能有助于它们与其他微生物竞争或保护自己免受压力。有趣的是，研究人员发现，虽然其中一些真菌具有产生对人类有害毒素的遗传潜力，但尚未证明这些特定菌株在洁净室环境中确实会产生这些毒素。然而，这些基因的存在为未来的任务敲响了警钟。
研究表明，这些真菌并不依赖单一的“超能力”在如此严酷、营养贫乏的地方生存。相反，它们很可能结合了多种策略，例如高效的营养获取、抗压能力以及改变生长模式的能力。这些新物种在两个不同的设施中被发现，且使用了不同的采样方法和培养基，这表明洁净室中的生命多样性可能比此前认为的要高得多。这也表明，没有任何单一的方法足以捕捉或培养所有的这些生物。随着人类向着向火星派遣人员并在封闭栖息地长期生活迈进，了解这些顽强且隐匿的邻居变得至关重要。研究人员得出结论，我们需要更好的监测和控制这些生物的方法，不仅是为了保护我们的航天器免受污染，也是为了确保那些终有一天将随之旅行的宇航员的安全。
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