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生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)

生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)火星地表径流痕迹显示曾有水存在然后线索就消失了。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,但地球的构造运动早已摧毁了最早的岩石。所有生物学家都知道,地球大约在45亿年前形成,5亿年后LUCA幸存下来。它是如何演变的,以及它的前身来自哪里,这仍是一个值得讨论的问题。传说中的火星人脸近几十年来,生物学家重建了大量已知生物体相关的家谱。化石表明,人类和猿在1300万年前拥有共同的祖先,而鲸鱼、蝙蝠和人类在6500万年前拥有共同的祖先。基因分析表明,最后一个共同祖先卢卡(LUCA)——微生物的亚当或夏娃,可能生活在大约40亿年前的一个海洋喷口。生命共同祖先LUCA

2月15日,大年初四,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器将进行“远火点平面机动”,也就是来一个“侧手翻”。

生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)(1)

另一方面,美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”漫游者,目前也正冲向这颗红色星球,并将于下周尝试在那里着陆。如果一切顺利,“毅力号”漫游者将开始沿着干涸的河床行驶,这将是第一次直接尝试,以解决“火星探测计划”的主要问题:火星上是否仍存在生命,或者曾存在过生命?

生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)(2)

地球生命可能来自火星

NASA的生命搜寻实验室不会很快得出结论,未来几年“毅力号”的研究结果会逐渐返回地球。而一小群行星科学家则有更异类的想法:也许,地球上的生命来自火星。

美国乔治亚理工学院的行星科学家克里斯托弗·卡尔表示:“最近发现了很多东西,有力支持了火星生命起源的合理性,及其转移到地球的潜在可能。”

生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)(3)

传说中的火星人脸

近几十年来,生物学家重建了大量已知生物体相关的家谱。化石表明,人类和猿在1300万年前拥有共同的祖先,而鲸鱼、蝙蝠和人类在6500万年前拥有共同的祖先。基因分析表明,最后一个共同祖先卢卡(LUCA)——微生物的亚当或夏娃,可能生活在大约40亿年前的一个海洋喷口。

生命的起源与火星的联系(地球生命起源于火星)(4)

生命共同祖先LUCA

然后线索就消失了。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,但地球的构造运动早已摧毁了最早的岩石。所有生物学家都知道,地球大约在45亿年前形成,5亿年后LUCA幸存下来。它是如何演变的,以及它的前身来自哪里,这仍是一个值得讨论的问题。

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火星地表径流痕迹显示曾有水存在

支持者的理论

卡尔和其他一些人认为,LUCA也许是小行星旅行的火星微生物入侵者的后代。卡尔提出了两个理由。

卡尔说,在整个宇宙中,有机分子“基本上会像雨一样落在任何地方”。但无人知道是哪种特定的化学反应,能将有机分子融合成组装地球上细胞所需的各种组分。很多科学家认为最友好的生活环境是在陆地上的浅水池中,紫外线、蒸发、降水和来自火山的热量或小行星,都可能刚好激起了生命的火花。当然,也有很多学者认为深海热泉是一个令人信服的选项。

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地球生命可能起源于海底火山的热液喷口

然而,早期的地球却淹没在水里。研究人员估计,35亿年前,地球表面只有百分之几的地方是深埋在水下的,而LUCA更早于此。与此同时,年轻的火星充满水分,但没有被完全淹没,这可能为生命起源提供了更多的机会。

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深海热泉生物地质化学循环示意图

第二个线索来自氨基酸的一种可能模式,这是细胞用来构建其运作和生存所需要的蛋白质的基础。所有LUCA后代的分子机制都是由相同的20个分子组成的,尽管大多数现代蛋白质可以用大约一半的分子机制来工作。2018年的一项研究得出结论,不那么重要的氨基酸似乎有助于生物体应对氧化,这暗示LUCA的祖先在富含氧气或其他氧化化合物的环境中进化时,将它们合并了。

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但是地球在最初的20亿年里是无氧的,那么LUCA是如何获得氧化性氨基酸的呢?卡尔猜测,它的家族树可以追溯到火星,那里的氧化条件发展得更早。在那里出现的生命可能是通过这两颗行星之间的许多小行星中的一颗来到地球的。

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反对意见

当然,这个理论没有被广泛接受。

同样在佐治亚理工学院工作的生物化学家尼古拉斯·哈德说,年轻的地球虽然缺乏大陆,但像夏威夷一样的岛屿可能为生命提供了足够的空间。此外,他怀疑微生物吸收这些额外的氨基酸的原因可能与氧化无关。

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火星上这些古老的河床里,是否曾经有微生物生活?

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,但哈德还没有遇到一个他认为有说服力的。“我觉得(把生命起源搬到火星上)有点太戏剧化了,”他说。“也许我们需要更好地理解其中的化学成分。也许我们早期地球的模型没有它应有的那么好。”

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答案或在不远的未来

最终,卡尔希望有一天能向火星发射一个基因测序仪来解决这一争论:用来检测当前火星生命的遗传物质(如果存在的话),并检查它是否与我们的生命树有关。卡尔是麻省理工学院外星基因组研究项目的一员,该项目正在研究这样一台机器。他说,经过多年的发展,他们的设备已经接近飞行准备。考虑到现代火星上最舒适的地点位于地表以下的深处,困难的部分将是找到火星上活着的微生物进行分析。

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与“天问一号”同款的1:1火星车模型

“这真的可以在未来的火星任务中实现,”卡尔说,“即使这是一个巨大的挑战”。

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