跨越500年的科学实验

姜常红

在遥远的2514年，有一批科學家将要进行一项特殊的任务：他们准备前往英国的爱丁堡大学，找到一个木箱，取出木箱中的一组玻璃瓶。这些玻璃瓶中装有被封存了500年的干细菌，科学家们要小心翼翼地将其打开，然后培育这些细菌。当然，所有这一切能够发生的前提是：500年后，爱丁堡大学依然存在，箱子没有遗失，实验没有被人们遗忘，实验说明仍然完整，以及科学仍以某种方式存在。

到那时，在2014年启动这项实验的科学家都已不在人间，他们永远无法知道，在21世纪提出的这个与细菌寿命有关的问题的答案是什么。这项实验的发起人是德国航空航天中心的微生物学家拉尔夫·穆勒、英国爱丁堡大学的天体生物学教授查尔斯·科克尔和美国康涅狄格大学的生物化学教授彼得·塞特洛。

一次，科克尔在一个有盖的培养皿中存放了干燥的拟甲色球藻，但他全然忘记了这回事。当他想起来时，十年已经过去，但他发现这些细胞仍然存活着。于是，他惊喜地把这一消息告诉了合作伙伴穆勒和塞特洛。

穆勒觉得，既然拟甲色球藻被认为是一种能够在火星上生存的微生物，有助于火星生成有氧环境和表面土壤，那么人类需要在远超寿命极限的时间跨度上研究它。于是，他们设计了长达500年的实验，实验由800个简单的玻璃瓶组成，玻璃瓶中含有拟甲色球藻或枯草芽孢杆菌（太空飞行中的极端生存试验物种，它的内生孢子可以在太空中存活6年）的干细菌。一半玻璃瓶已密封完好，但由于氡或宇宙射线的辐射有可能损伤DNA，所以为了进行对比，另一半的玻璃瓶被盖上了铅，作为隔绝辐射的屏障。除此之外，他们还复制了一套作为备用，存放在伦敦自然历史博物馆中。

在最初的24年里，科学家每隔一年要来测试这些干燥细菌的生存能力和DNA的受损情况;在剩下的400多年里，科学家只需每25年进行一次这样的测试。从2014年算起，这项实验已经持续了4年时间，第一组数据于2018年12月公布在了《PLOS ONE》这本权威科学期刊上。

实际上，这项实验的实验过程并不难，研究人员只需将玻璃瓶打开，往里面注入水，然后数一数经过水化后的细菌菌落数量。而它难就难在，在漫长的500年间，能够一直有人按计划完成这项实验。

为了将实验说明完整地流传下去，起初，研究团队将实验说明存在U盘里，但随即就开始担心将来数字技术会过时，于是他们又留下了一份打印稿，然而纸张保留500年后肯定会变得破碎黄旧。为了有备无患，研究人员在实验说明中添加了一条要求：未来的研究人员必须每隔25年，复制一次这份说明书，确保它在语言和技术上都能跟上时代的变迁。

像这样旷日持久甚至跨越世纪的实验并非这几位科学家的首创。自1843年起，英国的植物学家就一直在一片乡间庄园里研究不同的肥料对同一块地里的特定作物的影响，这可以说是世界上最古老、持续时间最长的农艺试验。

生物领域中的长期实验似乎很常见。1879年，密歇根州立大学一位植物学家将每瓶装有50颗种子的20个玻璃瓶埋了起来。从那时起，每隔一段时间，研究人员就挖出一瓶种子，对其进行活性测试。瓶子的位置是保密的，以防止被干预或篡改。最后一瓶种子将在2020年被挖掘出来。

密歇根州大学对这种长期的实验似乎非常感兴趣，在他们的生物实验室中还进行着一项可持续数个世纪的大肠杆菌实验。自1988年2月以来，微生物学家理查德·伦斯基就一直在观察大肠杆菌如何在代与代的更迭中突变和进化。经过30年，大肠杆菌已经更新到70500代，它们的复制速度是如此之快，给研究人员的感觉就像是在观察一部高速进化史。

然而在一开始，伦斯基并没有预见到如此遥远的未来，他本以为当自己从实验中收集了足够多的信息时就可以将它终止。但是，每当伦斯基提出要结束这个实验时，别人都感到惋惜或者希望不要结束。这让他意识到，人们对于这个时间跨度很长的实验是喜闻乐见的，同时也给了他很大的鼓励。2003年，伦斯基的实验室有了重大发现，大肠杆菌突然进化出了吞噬柠檬酸分子的能力。这样的变化随时都有，还将持续下去。

万事万物都充满着变数，时间跨度大的实验要想成功，需要科学家们克服重重困难，付出不懈的努力。就像文章一开始提到的长达500年的微生物实验，人的一生太短，500年的实验太长，这些令人崇敬的科学家们正在做着一件令人无比钦佩的事情，他们如同马拉松般前赴后继，乐此不疲。