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圖片來源：pixabay

撰文丨SARAH ZHANG

翻譯丨謝汝雨

審校丨楊心舟

如果500年后的科學(xué)家們還記得這個(gè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方法還能正常操作，并且愛丁堡大學(xué)依然存在的話，在2514年，會(huì)有科學(xué)家去那兒打開一個(gè)木箱，打碎木箱里的部分玻璃瓶，把里面已經(jīng)干燥了500年的細(xì)菌取出來培養(yǎng)。

屆時(shí)，提出這項(xiàng)跨時(shí)500年實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家們——愛丁堡大學(xué)的查爾斯·科克爾和來自德國(guó)和美國(guó)的合作者們?cè)缫呀?jīng)故去。他們?cè)?014年提出了一個(gè)問題：細(xì)菌的壽命有多長(zhǎng)？只是等500年后的結(jié)果出來時(shí)，他們也無法知道答案是什么了。

曾經(jīng)，科克爾把擬甲色球藻（Chroococcidiopsis）遺忘在了干燥的培養(yǎng)皿中長(zhǎng)達(dá)10年之久，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些生命體仍然活著；此外，科學(xué)家們也復(fù)活了來自118年前罐頭肉中的細(xì)菌；甚至還復(fù)活了來自數(shù)百萬年前的琥珀和鹽晶體中的細(xì)菌。

“這些實(shí)驗(yàn)都表明，人類的壽命標(biāo)準(zhǔn)，并不適用于地球上的其他生命?！痹搶?shí)驗(yàn)的合作者，德國(guó)航空航天中心的微生物學(xué)家拉爾夫·穆勒表示。想要更深地理解這一問題，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間需要遠(yuǎn)超出人類壽命的長(zhǎng)度。

這項(xiàng)跨時(shí)500年的實(shí)驗(yàn)，由800個(gè)普通的玻璃瓶構(gòu)成，玻璃瓶中放入擬甲色球藻或枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）后用火焰熔化瓶口密封。氡輻射或宇宙射線輻射的可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌DNA損傷，為了避免這一情況的發(fā)生，有半數(shù)的玻璃瓶額外用鉛進(jìn)行了隔離保護(hù)。倫敦自然博物館還存有一套一樣的實(shí)驗(yàn)玻璃瓶作為備用。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的最初24年內(nèi)每隔一年，之后的475年里每隔25年，科學(xué)家們都要來測(cè)試這些干燥細(xì)菌的生命力和DNA損傷程度。第一批數(shù)據(jù)已于去年12月發(fā)表。

實(shí)驗(yàn)的方法并不復(fù)雜，打開玻璃瓶，加水，數(shù)一數(shù)細(xì)菌形成的菌落數(shù)目就可以了。難的是確保有人在未來繼續(xù)按照計(jì)劃把實(shí)驗(yàn)做下去。實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)留下了一個(gè)帶有實(shí)驗(yàn)方法的U盤，但穆勒認(rèn)為僅靠這個(gè)U盤遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)閿?shù)字技術(shù)很快會(huì)被淘汰掉。團(tuán)隊(duì)同時(shí)留下了一份紙質(zhì)版復(fù)印件，但是500年后，紙恐怕早已泛黃甚至破損了。把它刻在石頭或者金屬板上更加不現(xiàn)實(shí)，甚至可能會(huì)被其他人當(dāng)做歷史遺物販賣。

裝有枯草芽孢桿菌孢子的玻璃瓶。（圖片來源：R. M?ller and C. S. Cockell）

似乎沒什么能保證過了500年實(shí)驗(yàn)方法還能完整保存。因此研究團(tuán)隊(duì)要求研究者們每隔25年復(fù)制一份實(shí)驗(yàn)方法，以保證其語(yǔ)言表述和存放技術(shù)都能跟上時(shí)代發(fā)展。

在穆勒之前，也有一批科學(xué)家勵(lì)志做長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)。在物理學(xué)領(lǐng)域，托馬斯·帕內(nèi)爾于1927年把瀝青倒入漏斗中，等待高粘度的瀝青慢慢滴下。帕內(nèi)爾逝世后，一位位物理學(xué)家繼續(xù)進(jìn)行著瀝青滴落實(shí)驗(yàn)，盡職盡責(zé)地記錄下每一滴瀝青的資料。上一滴瀝青滴落是在2014年4月，只要漏斗中還有瀝青，實(shí)驗(yàn)就能夠繼續(xù)進(jìn)行下去。

持續(xù)數(shù)十年的瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)。圖片來源：neatorama

植物生物學(xué)領(lǐng)域也有一些長(zhǎng)期的研究。自1843年以來，科學(xué)家們一直在英國(guó)一片田地里研究不同肥料如何影響同一塊地里的特定作物。自1869年起，農(nóng)業(yè)學(xué)家就開始在伊利諾伊州進(jìn)行玉米育種研究。1987年，植物學(xué)家在密歇根州立大學(xué)埋了20瓶裝有50顆種子的玻璃瓶，并定期挖出種子進(jìn)行生存力測(cè)定。為了防止干擾，玻璃瓶的位置是保密的。最后一瓶種子將于2020年被挖出來。

密歇根州立大學(xué)還進(jìn)行了一項(xiàng)可以持續(xù)幾個(gè)世紀(jì)的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)：自1988年以來，微生物學(xué)家理查德·倫斯基的實(shí)驗(yàn)室一直在觀察大腸桿菌如何在世代間獲得突變和進(jìn)化的。大腸桿菌的分裂速度非?？?，如今已經(jīng)到了第70,500代，實(shí)驗(yàn)就如同觀察了加速版的進(jìn)化現(xiàn)象。

1988年開始實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，倫斯基原以為實(shí)驗(yàn)只會(huì)持續(xù)幾年，并沒有做長(zhǎng)遠(yuǎn)的打算。有一次，當(dāng)倫斯基收集了盡可能多的數(shù)據(jù)后，打算停止實(shí)驗(yàn)。但每當(dāng)倫斯基向別人說他將結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，都遭到了反對(duì)——人們都對(duì)大腸桿菌能活多久很感興趣，并且期待有意外的驚喜發(fā)生。此后倫斯基的實(shí)驗(yàn)室中，每天都有人用同樣型號(hào)的玻璃器皿和培養(yǎng)基，把大腸桿菌轉(zhuǎn)移到新的燒瓶中。這個(gè)意外驚喜也在2003年出現(xiàn)了：大腸桿菌突然進(jìn)化出了吞噬檸檬酸鹽分子的能力。倫斯基的研究生通過觀察冷凍保存的前幾個(gè)世代，重建了演化過程，并發(fā)現(xiàn)了是什么突變導(dǎo)致該現(xiàn)象的發(fā)生。

如同細(xì)菌一樣，研究細(xì)菌的技術(shù)也進(jìn)化了：如今科學(xué)家們能對(duì)大腸桿菌的整個(gè)基因組進(jìn)行測(cè)序，并且還在不斷進(jìn)步。倫斯基已經(jīng)確定了退休后把大腸桿菌實(shí)驗(yàn)交付給誰(shuí)。

倫斯基表示，要讓這樣實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去，前提是未來的科學(xué)體系仍與如今的較為相似，即大學(xué)依然存在、教授們擁有實(shí)驗(yàn)室等等。這種擔(dān)憂不是沒可能的，比方說在距今還不太不久的科學(xué)研究體系中，研究的資金并非來自政府機(jī)構(gòu)，而是來自富豪的資助。

長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)也需要長(zhǎng)遠(yuǎn)的財(cái)務(wù)計(jì)劃。雖然倫斯基的實(shí)驗(yàn)得到了政府的資助，但他明白這個(gè)途徑不可靠，公民對(duì)科學(xué)的支持度影響著政府的資助力度。倫斯基一直在尋找贊助，他想建立一項(xiàng)基金：250萬美元的基金可以每年獲得約10萬美元的報(bào)酬，這10萬美元可用來購(gòu)買材料并支付實(shí)驗(yàn)人員的工資。倫斯基在郵件中曾表示，希望能夠給大型捐贈(zèng)者宣傳這個(gè)項(xiàng)目。

跨時(shí)500年的微生物實(shí)驗(yàn)成本，比倫斯基的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)成本低得多，也簡(jiǎn)單得多，因?yàn)橹恍枰?5年進(jìn)行一次。但它需要人們能銘記這個(gè)實(shí)驗(yàn)的存在、尊重這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成果、并維持實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

倫斯基表示，想象一下第一個(gè)探險(xiǎn)者的心理：下一座山后面是什么？下一條河后面呢？下一片海后面呢？我們的好奇心總是帶有樂觀色彩的，因此，探索未知要保持樂觀。

原文鏈接：

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/01/500-year-long-science-experiment/581155/

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