你的祖先可能是火星人

你的祖先可能是火星人

美国宇航局迄今为止最专业的生命搜寻实验室目前正在向火星飞驰,并将于下周尝试着陆。如果一切按计划进行,在红色尘埃落定后,“毅力号”火星车将开始沿着干涸的河床前进,这是迄今为止首次直接尝试解答火星探索计划中的主要问题:火星上是否存在生命?

毅力号短期内不会给出明确答案,但随着未来几年研究结果陆续传回地球,一小部分行星科学家将密切关注更奇特想法的线索。也许,只是也许,地球上的生命来自火星。

佐治亚理工学院的行星科学家克里斯托弗·卡尔 (Christopher Carr) 最近发表了一份未经审查的预印本评论该理论,他说:“最近发现了许多事实,这些事实至少有力地支持了火星上存在生命以及生命可能迁移到地球的可能性。”

近几十年来,生物学家重建了所有已知生物的庞大族谱。化石表明,人类和猿类在 1300 万年前就拥有共同祖先,而鲸鱼、蝙蝠和人类在大约 6500 万年前拥有共同的血统。基因分析表明,最后的共同祖先 (LUCA)——微生物亚当或夏娃——可能生活在大约 40 亿年前的海底热泉中。

线索就此中断。详细的基因记录在生命之树的底部逐渐消失。LUCA 的竞争对手可能以化石的形式存活了一段时间,但地球的构造变动早已摧毁了其最早的岩石。生物学家唯一可以确定的是,地球形成于大约 45 亿年前,然后 5 亿年后 LUCA 诞生了。它是如何进化的,以及它的先祖来自哪里,仍有待商榷。

卡尔和其他一些人曾设想,LUCA 可能是通过小行星旅行的微生物火星入侵者的后代。这一理论并未得到广泛接受。但卡尔提出了两个理由,说明为什么生命起源于火星是值得推测的。

卡尔说,有机分子“基本上像雨点一样降落在整个宇宙中”。但没有人知道哪些特定的化学反应将有机分子融合成地球上组装细胞所需的各种构件。一个著名的秘诀认为,最适合生命诞生的环境是陆地上的浅水池,在那里,紫外线、蒸发、降水以及火山或小行星撞击产生的热量可以以正确的方式搅动这些成分(尽管许多研究人员认为深海喷口是一个引人注目的替代方案)。

然而,早期的地球被水淹没了。研究人员估计,35 亿年前,地球表面只有百分之几的面积处于深海水下,而 LUCA 则生活在此之前很久。与此同时,年轻的火星虽然潮湿,但并未被完全浸透,这可能为生命的诞生提供了更多的机会。

第二条线索来自氨基酸的可能模式,氨基酸是细胞用来构建其运作和生存所需蛋白质的构建块。所有 LUCA 后代都用相同的 20 个分子制造分子机制,尽管大多数现代蛋白质可以想象地用其中大约一半的分子来工作。2018 年的一项研究得出结论,不太重要的氨基酸似乎有助于生物体应对氧化,这暗示 LUCA 的前身在富含氧气或其他氧化化合物的环境中进化时融入了它们。

但地球在最初的 20 亿年里没有氧气,那么 LUCA 是如何获得有利于氧化的氨基酸的呢?卡尔怀疑,它的家族树的根源可以追溯到火星,那里的氧化条件发展得更早。生命出现在那里,可能是搭乘两颗行星之间交换的众多小行星之一来到地球的。

然而,其他生命起源研究人员则怀疑,地球上生命出现的挑战是否严重到需要星际旅行。佐治亚理工学院的生物化学家尼古拉斯·哈德 (Nicholas Hud) 表示,年轻的地球没有大陆,但夏威夷之类的岛屿可能为生命的生存提供了足够的空间,尼古拉斯·哈德没有参与最近的研究。此外,他怀疑生物体采用这些额外的氨基酸可能是出于与氧化无关的原因。

多年来,许多研究人员都认为火星曾经比地球更适合生命生存,但哈德还没有找到一个他认为令人信服的论据。“我觉得[将生命起源转移到火星]有点太​​夸张了,”他说。“也许我们只是需要更好地了解一些化学反应。也许我们对早期地球的模型并不像它应该的那样好。”

毅力号下周不会在火星上发现生命,但它的观测结果至少将开始帮助研究人员完善对早期火星的了解。当火星车探索杰泽罗陨石坑时,该陨石坑曾收集了来自该地区各地的泥水,它的仪器可能能够通过分析表面沉积物更好地确定火星何时开始生锈(或氧化)(并查看氧化的开始是否与推断的地球前生命制造非必需氨基酸的日期相符)。

最终,卡尔希望有朝一日能将一种仪器送往火星,以解决这一争议:一种基因测序仪,用于检测当前火星生命的遗传物质(如果存在的话),并检查其是否与我们的生命之树相关。卡尔是麻省理工学院“寻找地外基因组”项目的成员,该项目正在研究这种机器。他说,经过多年的开发,他们的设备即将投入使用。困难的部分将是找到活的火星微生物进行分析,因为现代火星上最舒适的地方位于地表深处。

卡尔说:“这在未来的火星任务中确实可以实现”,即使这是一个挑战。

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