科學家探索發現： 也許我們是從火星飛來地球的後代

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在探索地外生命時，一些科學家把探測器送上火星，向太空中發射望遠鏡，用巨型射電望遠鏡掃瞄天空，而地球生物學家約瑟夫·克茲芬克（Joseph Kirschvink）卻認為，[b][color=#ff0000]外星生命存在的第一個明確跡象可能正躺在NASA約翰遜宇宙中心一個架子上，包裹在一塊剛好掉落地球的火星岩石裡。[/color][/b]

在克茲芬克位於加州理工學院的辦公室牆上，掛著一張這塊隕石的黑白照片。放射性年代測定顯示，[b][color=#ff0000]這塊石頭成型於大約40億年前，當時火星是個更加溫暖潮濕的地方。一千六百萬年以前，隕石撞擊火星把火星表面的碎片炸進了太空，這塊岩石被推向了地球。[/color][/b]

最終，這塊石頭著陸在了南極冰蓋上一片叫艾倫山（Allan Hill）的區域，並於1984年被隕石探索者尋獲。科學家根據日期和發現地點命名它為ALH84001。通過分析岩石孔內保留的氣體，科學家追蹤到了它的火星出身——這些氣體與70年代登陸火星的兩艘「維京」航天器檢測到的火星大氣的化學成分相符。

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[i]在南極發現的火星岩石ALH84001。[/i]

不止如此，ALH84001似乎還存在著生命跡象，這意味著火星不僅可能存在過生命，而且還穿越太空來到了地球。事實上，[b][color=#ff0000]克茲芬克認為，生命很有可能只在我們的太陽系中誕生過一次——而且並非起源於地球。[/color][/b]「我認為火星在40億年前就有細菌，」他說。

如果這是對的，那就意味著我們——以及地球上的所有生物——都成為了從火星一路飛來地球的微生物的後代。

[b][color=#ffffff]是耶？非耶？[/color][/b]

在克裡斯·麥凱伊（Chris McKay）看來，如果這是真的，那可是個令人沮喪的消息。「我的工作是尋找地外世界的生命，」麥凱伊說。他是一位在位於加州山景城的NASA埃姆斯研究中心工作的科學家。「不僅僅是生命，還有一種我稱為第二次創生的現象。」

麥凱伊告訴我，兩者的區別非常重要。舉例來說，如果我們在太陽系的其他地方發現了生命，而且這種生命的生化系統與我們自己的有相似之處——比如有DNA和熟悉的蛋白質——那我們還是無法評估生命在宇宙中到底是罕見還是尋常的。[b][color=#ff0000]火星可能把生命「傳染」給了地球，反之亦然。不論是哪種情形，火星和地球都可能只是幸運兒，是宇宙這個生命荒原中的例外。[/color][/b]

但如果我們發現了真正的「第二次創生」，我們生活在一個豐饒的宇宙中、生命才是這個宇宙的常態就有了證據。「只發生了一次（創生）還是兩次，這可是天差地遠。」，麥凱伊解釋道。

有四條獨立證據鏈說明ALH84001含有生命跡象。其中最直觀的就是嵌在岩石中的微型管狀物的存在，形狀類似於地球上已經發現的細菌細胞化石。科學家還檢測到了礦物沉積的痕跡，而這種沉積一般是生物活動的副產品，以及通常來自陸生微生物的有機化合物液滴。讓克茲芬克最為激動的是第四條證據——這塊隕石含有被稱為磁小體的微小磁性晶體，一些種類的細菌用這種晶體來感知地球的磁場。

這些發現促使NASA在1996年的一次大型新聞發佈會上宣告「火星存在生命」（編者註：據Nautilus網友指出，NASA並沒有明確宣佈火星存在生命，而是聲明這些證據「與存在生命相一致」——consistent with biological origins），並在一篇發表在《科學》雜誌的論文上發表了同樣的聲明。克林頓總統稱讚了這一研究：[b][color=#ff0000]「如果這一發現能夠得到確認，它將是科學揭開的宇宙之謎中，最驚人的洞見之一。」[/color][/b]生物學家、地質學家、行星科學家和物理學家們紛紛要求NASA給他們寄去這塊石頭的碎片，好讓他們盡快展開確認或駁斥這一聲明的工作。

其後數年，大多數科學家的結論是這些證據不足以支持，或者至少不能可靠地證實像「外星生命存在」這麼大的事。許多實驗顯示，「細菌化石」，礦物沉積和有機化合物都可能由自然的、非生命的過程塑造出來。

但時至今日，克茲芬克都堅持認為，除了火星土著生命形式的遺留物以外，對磁性晶體的其他解釋都很勉強。他是在1996年收到樣本的科學家之一，在那塊樣本裡，他和一些同事發現了數十億磁性晶體。用一台掃瞄電鏡（這些磁性晶體的尺寸通常大約是一米的十億分之幾），他們發現，27%的晶體與地球細菌產生的晶體難以區分。

這一結果於2000年發表，克茲芬克說，至今還沒有能夠合理解釋磁小體存在的無機化學機制。「最容易想到的解釋？生物學。」

克茲芬克在自己辦公室電腦上打開了一些磁小體的圖像；它們看起來像微小的珠子。 他說，在地球細菌和火星隕石上發現的磁小體有兩個與眾不同的共同點：它們的形狀和純度。磁體含有磁石晶體，一種常見的磁性礦物。自然形成的磁晶形狀是八面體，但在細菌身上，演化把它們塑造成了細長的小珠子，增強了它們的磁性特性，並使它們有了更好的指南性。

和其他普通磁體相比，磁小體中的晶體還格外純淨。[b][color=#ff0000]「磁石是一種『收破爛』礦物，」克茲芬克說，「它會吸收許多不同的雜質，結果降低自己的磁性。而這些晶體是純淨的，」他說，敲了敲電腦屏幕上的一張圖片。「我們從沒有在生物界之外見過這些東西。」[/color][/b]在NASA研究者1996年提供的四條證據中，只有磁小體這一條還未被證偽，他這樣說道。「還差得遠了。許多人都試過，但我還沒有見過任何（非生的）東西可以造就這些晶體——即使是本身就有這些特徵的晶體也不是這樣的。」

即使如此，克茲芬克的大多數同事並沒有被他的論點說服。麥凱伊說，細菌的磁小體通常以長鏈形式出現，更像一串珠子，而不是單獨的晶體。「如果磁小體是一串項鏈的樣子，那就能說服所有人，而不僅僅是喬了。如果喬在一塊隕石裡找到了那個，我就會說『沒錯，就是它！』」如果發現的是一串磁小體，是不是就能無懈可擊地證明火星曾經能維持生命存在了？麥凱伊說，「鏈狀的，的確可以。單獨的晶體嘛……」

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[i]細菌的磁小體鏈。[/i]

蓋恩斯維爾應用分子演化基金會主管，生化學家斯蒂芬-本納（Steven Benner）同意麥凱伊的評估，但也表示克茲芬克的觀點還沒有被證偽。「喬的觀點是少數派，」他說，「一個有趣的假設。在考慮所有情況之後，我不認為（隕石裡存在過）火星生命可能性被完全排除了，而且我認為對於隕石裡存在生物跡像這個觀點來說，喬的論據最為有力。」

克茲芬克很瞭解那些反對意見，他知道，要想說服他的同事們，自己必須找到磁小體鏈。他說，問題在於，要在從火星隕石的硬石基質中分離出這些磁小體的同時不把它們清除掉，是極端困難的。要實現這麼精細的切割，唯一可行的工具是一種叫離子研磨機的機器，它能夠對隕石發射原子束，將磁小體周圍的物質切除。這有可能揭示出目前偵測到的這些單獨晶體是不是延伸到岩石深處的鏈條的一部分。克茲芬克正計劃在日本研究者的協助下使用這種方式研究這塊石頭。

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[i]位於火星的水手號峽谷是太陽系最大最深的峽谷。科學家認為它的形成與液態水不無關係。[/i]

[color=#ffffff][b]如果生命來自火星[/b][/color]

[b][color=#ff0000]ALH84001比地球上已知最早的生命還要古老。[/color][/b]因此，如果克茲芬克找到了他的珠串，這就意味著生命在火星上出現得可能比地球更早。雖然今天的火星寒冷而乾燥，大氣層厚度只有地球的百分之一，它在四百萬年前還是更溫暖濕潤的。NASA的火星漫遊車現在正行駛在火星上，它們已經發現了古老的溪谷和湖床，意味著這顆星球上曾經有過被更厚的大氣層所覆蓋的淺海。

雖然許多科學家認為液態水是生命最為本質的要素，但在過去，地球上的水有可能太多了。「據我們手頭的最佳證據顯示，[b][color=#ff0000]早期的地球曾經完全被水覆蓋，」克茲芬克說。而沒有一定的乾燥地面，他說，生命的基礎化學成分將很難形成。[/color][/b]「原因很簡單……如果你要讓兩個氨基酸聯結成一個蛋白質，必須去除水。」所以如果氨基酸都泡在海裡，這一點就是不可能的。生命需要土地——字面意義上的灘頭陣地——才能誕生。古地球上可能一片干地也沒有，但火星當然有。

「所有這些都有爭議，因為我們在談論的是40億年前的世界，」克茲芬克說。[b][color=#ff0000]「但是顯然火星有南方的高地，還有看起來越來越像北冰洋洋盆的地形。如果你有了突起的火山地勢，伴隨降雨、溪水和河流——如果生命得以在那裡誕生，那它就能走向繁榮。」[/color][/b]這一情形在克茲芬克看來可能性很大，而它的寓意是驚人的：生命在火星起源之後，很可能從那裡傳播到了地球，被隕石播種於此。

這使得我們——和每一個地球生命——都成了來自火星的航天細菌的後代。根據克茲芬克的說法，我們不會在什麼別的地外世界首次發現地外生命了——只要照照鏡子就行了。[b][color=#ff0000]「我真的認為我們是火星後代。」[/color][/b]他說。在他看來，火星上的生命很難代表麥凱伊正在尋找的「第二次創生」。

雖然生命由彗星或隕石撞擊傳入地球這種觀點至少有一個世紀的歷史，認同它的科學家仍然屬於少數，大多數人還沒有準備好接受地球生命的火星血統。火星遠在五千餘萬公里之外——無論對人還是微生物來說都是漫漫苦旅。

但是一塊被撞出火星的石頭可以僅用6個月就到達地球，考慮到我們對細菌堅韌性的已有知識，這塊石頭載著的細菌很可能被遮蓋得好好的，活著抵達地球。細菌孢子在國際空間站的外表面存活了18個月，完全暴露在真空和致命的宇宙射線之中。在最近一次試驗中，瑞士研究者在一個火箭外部塗抹了細菌DNA鏈，甚至在經歷航天器重返大氣層的高熱之後，這些DNA仍然有活性。

如果火星細菌真的在幾十億年前就登陸地球了，迎接它們的會是一大鍋營養湯（地球的海洋），充滿了溶解的二氧化碳、鐵和磷。雖然生命很難誕生在一個水世界裡，但一旦在相對乾燥的其他地方進化出來，就能在地球的海洋裡繁榮興盛。而且這些新來的火星來客不會有任何競爭者。「生命所需的一切，那個已經準備好迎接生命的海洋中都有，」克茲芬克說，「於是，嘩啦一聲，一個火星隕石掉進了海裡，釋放出埋藏其中的細菌孢子。一個能夠自我複製的小不點會以指數級增長，所以第一個到達這裡，能自我複製的小不點就能佔領世界。」

在火星上發生了什麼？如果生命在那裡起源，為什麼火星從未變成另一個地球，擁有屬於自己的充滿動植物的多樣生態系統？為什麼古老的火星河流和海洋消失了？這似乎是因為火星實在太小了，不足以無限期地維持生命存在。它的質量只有地球的約十分之一，不到一半的重力，難以保留自己的大氣層。生命必需的氣體緩慢逃逸進了太空。沒有了空氣保護層，火星逐漸變成了今日的寒冷荒漠。

[b][color=#ff0000]「如果火星是母星，地球就是哺育之星。」[/color][/b]克茲芬克說。在他的敘述中，生命的起源故事中存在著一個悲劇性的元素：讓火星成為生命理想誕生地的條件之一——它的小體型，這使它從原始的熔融狀態冷卻得比地球要快，因此生命開端更早——也使得生命無法在那裡持續興盛。「你需要一個特殊的恆星系，在那裡，像火星這樣的母星可以「傳染」它的鄰居。這些母星可能注定會消亡，而比鄰的其他星球，比如地球，可以收養它的孩子。」

當克茲芬克在地球上四處尋找ALH84001上的磁小體鏈時，其他科學家正在張羅掃蕩火星表面。NASA噴氣推進實驗室的科學家們正在起草一項把火星岩石樣本送回地球的任務計劃。目前，這項任務還沒有具體的時間表或資金支持，但麥凱伊告訴我們能，如果細菌曾經在火星上生存過，那裡就會有它們的化石遺留，等待著我們被發現。「磁小體相當頑強，」他說，「對細菌來說，它們就相當於骨骼。」

[color=#ffffff][b]再挖深一點[/b][/color]

一些研究者認為，未來的任務有可能會在火星上找到甚於磁小體和化石的東西。比利時根特大學的生化學家加埃唐-柏岡尼（ Gaetan Borgonie）認為生命有可能仍然在火星倖存，隱藏在地下。他說，這些生物看起來可能會和他所發現的地球上的地下生態系統中的生物有些相像，而後者幾乎還沒被探索過。

從2008年末開始，柏岡尼就帶領著一支團隊，他們發現了地球上居住地最深的生物——一種新的蠕蟲，生活在西非金礦距離地面將近4公里處的地下。研究者根據浮士德傳說中的魔鬼梅菲斯特，將它命名為Halicephalobus mephisto。雖然這種蠕蟲只有大約半毫米長，但它還是比科學家事先預期會在這個深度發現的簡單細菌要大得多、也複雜得多了。這種來自地獄的蠕蟲——一些新聞報道裡這樣稱呼它——食用的是岩石中靠礦物為生的細菌。

這一發現有助於引導科學家尋找外星生命的研究。地球上的大多數生命都生活在深深的地下，沒有智力，體型微小，在火星上可能也一樣。「如果生命是從那裡起源，這些動物或植物就應該已經演化了三四十億年，而且有可能仍然在那裡。生命總是能找到辦法的。總是能找到的。」柏岡尼說，[b][color=#ff0000]「如果NASA 或ESA(歐洲航天局)開始在火星上挖掘，他們必須得挖深一點，不過我覺得我們有五成以上的機會找到第一個外星生命。」[/color][/b]

並不是每個人都同意這一觀點。在斯蒂夫-莫契斯（Steve Mojzsis），一位供職於科羅拉多大學的行星地理學家看來，火星上缺少明顯的生命跡象，這嚴重挑戰了生命曾經存在過的可能性。[b][color=#ff0000]「地球生命佔據了最乾燥的沙漠與最寒冷的冰川，最巍峨的高山和最深的沉積層——它遍佈於這顆星球上。我們的星球上有一整層存在生命活動的外殼。但火星呢？沒有任何跡象。我們已經像50年代太空恐怖片的顛倒版一樣把一隊侵略飛船送上了火星——但我們什麼也找不到。」[/color][/b]

解決辦法可能是繼續挖。麥凱伊正在推動一項尋找地下火星生命的任務，在位於火星北極附近的一處凍土下鑽探一米左右。這個項目叫「破冰生命」（Icebreaker Life），如果獲得NASA批准，將於2018年啟動。麥克凱伊一開始想鑽10米左右，穿過到可能已被強烈的日光輻射殺菌的表層之下。但在航天器上裝載一個超過9米的鑽頭會讓任務嚴重超支。

另一個選項是把一個拆開的鑽頭裝上航天器，在火星上安裝——這也是不可行的，因為目前還沒有機器人能靈活到執行這樣的任務。所以麥凱伊和他的團隊就滿足於在航天器降落後，旋轉到垂直位置的一米鑽頭了。

麥克凱伊已經在南極測試了「破冰生命」的一些組件，表明一個標準鑽頭用大約一個小時可以鑽1米深。全力運作時，「破冰生命」可以每打5厘米就用刷子收集樣本，並把它們傳送到可以探測酶和其他生命跡象（可能甚至會有完整的活的微生物）的儀器裡。

如果在火星上發現了生命，它與地球生命的關係就能通過基因分析決定。克茲芬克關於火星母星的假設會被證實，或者麥凱伊會找到他的第二次創生。但就算火星上沒有發生過第二次創生，生命從他處獨立起源的可能性仍然存在——在科學家已經發現的幾百個圍繞遙遠恆星公轉的行星之上，甚至可能在我們自己的太陽系深處。

[b][color=#ffffff]放眼群星[/color][/b]

麥凱伊尋找生命的願望清單上的第一條是恩科拉多斯，土星的一顆衛星。它擁有在數公里深的冰蓋下起伏的海洋。但是土衛二還有超過100個間歇泉，往宇宙中噴湧高達數百公里的冰塊。如果土衛二的海洋中存在生命，這些間歇泉就很可能含有它們存在的化學痕跡。麥凱伊在描述這顆衛星的羽狀煙雲時掩飾不住自己的激動之情：他把雙手揮舞過頭，描繪冰塊噴發的軌道。「那就像免費樣品，拿一個走吧！」他說。

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[i]冰封星球土衛二。[/i]

麥凱伊已經和日本研究者會面討論過在木衛二的聯合行動了。他希望由NASA和日本共同發射一枚探測器，穿過這顆衛星上的間歇泉，並展開一個相當於機械版的棒球手套的裝置：在厚厚的凝膠包裹下，這個「手套」可以收集間歇泉中的物質；航天器會把這些樣本送回地球。相同的技術曾於2006年被用於抓捕彗星尾中的物質，所以並不需要克服什麼新的技術門檻。因為木星和地球的距離是地球到火星的十倍，兩者有共同生命起源的可能性不大，增加了麥凱伊在那片遙遠的深海中找到第二次創生的概率。

[b][color=#ff0000]如果火星和木衛二，以及我們的太陽系中的其他候補世界最終都被證明是一片死地，現在我們也已經知道宇宙中還有許多其他世界，它們也許能支持生命的存在。[/color][/b]NASA的開普勒太空望遠鏡已經登記了超過一千顆圍繞其他恆星運轉的行星，而據天文學家估算，光是在我們的銀河系中，就可能存在著多達四百億個與地球環境相似的世界。

如果它們中的任何地方發現生命，極端遼遠的距離幾乎能夠保證它將屬於第二次創生。如此廣大的宇宙居所處處貧瘠不毛的概率有多大？就像蘇格蘭哲學家托馬斯-卡萊爾（Thomas Carlyle）一個多世紀之前的評述：「倘若沒有居民，那實在是浪費空間。」

[color=Silver]來源：果殼網[/color]