摘要:這些問題使柯什文克提出一個更離經叛道的結論:如果最初的生命不需要水,那它就不可能起源於地球。對地球生命而言,水是溶解有機分子的“完美溶劑”,有了它才能完成生命活動的核心過程。

  過去早有人提出,地球生命可能起源於火星。那時是基於“生命能進化到今天這麼複雜的程度,地球年齡還不夠長”這一論據。現在,科學家又從另一個角度提出了同樣的觀點。

 

解密地球生命起源之謎 源於火星?

  解密地球生命起源之謎 源於火星?

  “某個溫暖的小池塘”一一1871年,達爾文給朋友寫信,描述他對地球生命誕生的搖籃的推測時,這樣寫道。他認爲,只要在溼潤的環境下,準備好適當的材料,再給一點光照或電火花的刺激,生命就可從無到有被製造出來。

 

  自那以後,人們還提出過另一些生命起源的假說,有說誕生於海底熱液附近,有說是在冰川中……但不管怎麼說,包括達爾文的假說在內,它們都有一個共同點,即生命的誕生離不開水。因爲生命賴以生存的大量生化反應,只有在水中才能進行。

 

  不過,照美國合成生物學家斯蒂芬·貝納的看法,這些假說都錯了:水不見得是生命誕生的必要條件。

 

解密地球生命起源之謎 源於火星?

  解密地球生命起源之謎 源於火星?

  生命誕生不要水

 

  我們這顆行星的表面,70%都被海洋所覆蓋着。我們身體重量的60%也都是水。對地球生命而言,水是溶解有機分子的“完美溶劑”,有了它才能完成生命活動的核心過程。幾乎沒有生命能長期脫離水而生存。

 

  但這個“完美溶劑”也是個大麻煩。生物大分子不僅僅是“溶解於水”這麼簡單,水分子中富含電子的氧原子會攻擊這些大分子,讓它們七零八落。眼下你身體裏一個個細胞中的DNA,正以每秒好幾次的速度被撞壞,這都是拜水所賜。生命只有通過不停修補,才能維持自身的完整。

 

  對於今天的生命來說,修補當然不是什麼難事,但對於最初的生命,因爲複雜程度不夠,它們很可能

 

  “傷不起”。在一種至今佔主流地位的理論中,RNA被描述成第一種能夠自我複製的分子,是DNA的先驅。RNA是由核苷酸組成的。核苷酸是一種複雜的有機大分子,由鹼基和核糖兩部分組成。數十年的研究表明,在水中合成核苷酸其實是件很棘手的工作,在自然界幾乎很難自發地完成。

 

  10年前,斯蒂芬·貝納取得了一項突破。他證明硼酸鹽可以在搭建核糖的過程中充當“腳手架”。如此一來,生成核糖就不需要人工干預,更有可能自然地發生了。但是怎麼把核糖接到鹼基上仍不得而知,直到2012年,貝納終於提出了一個大膽的建議:只要把水換成另一種有機溶劑,比如甲酰胺,那麼這些組分就能立即粘合在一起,連接成一條完整的RNA。

 

  早期地球大氣中的氫氰酸溶於水會生成甲酰胺。甲酰胺的沸點比水高,因此在環境溫度很高時,水或許已蒸發殆盡,甲酰胺卻只是變得更加濃縮而已。而作爲“腳手架”的硼酸鹽廣泛散佈於今天的地表。貝納在當今的地球上找到了一處地方,那裏既酷熱難當又出產硼酸鹽,這就是美國加利福尼亞州的死亡谷。貝納認爲,誕生生命的搖籃可能和那裏的條件非常相近。

 

  搖籃從死亡谷搬到火星

 

  但貝納的這個說法被美國天文學家約瑟夫·柯什文克挑出兩個大漏洞。首先,當今世界上的硼酸豁礦物全是在較年經的岩層中找到的,直到距今大約30億年前,硼酸鹽在地表的富集程度才足以啓動生命起源的進程,這比地球生命的出現,在時間上晚了近10億年,而在那之前,沒有任何證據表明硼酸鹽足夠富集。

 

  其次,像死亡谷那樣乾燥酷熱的環境,在早期地球上真的很普遍嗎?放在10年前,也許所有人都會覺得這不是個問題。然而近10年來,越來越多的證據表明,早期的地球並不乾燥,地球在童年就是溼渡渡的,陸地恐怕只佔到地表的5%-10%。有人甚至猜想,當時根本就沒有一塊乾燥的陸地。

 

  這些問題使柯什文克提出一個更離經叛道的結論:如果最初的生命不需要水,那它就不可能起源於地球。他認爲,很可能起源於火星。

 

  如果生命起源需要乾燥的環境,火星確實佔盡天時地利。首先,火星的乾旱是衆所周知的,儘管它的北極地區一度有過水,但它南部的高地從來沒有被水淹沒過。其次,作爲與地球最相似的行星,在誕生之初火星和地球的大氣也應該有着相似的組成。地球大氣中所含的氫氰酸,在火星大氣中也應該有,所以製造甲酰胺也不是個問題。最後,就在2014年,科學家對一塊有着13億年曆史的火星隕石進行分析之後,證明其中富含硼元素,硼酸鹽的存在看來也毫無懸念。這樣一來,有了溶解有機分子的

 

  “完美溶劑”甲酸胺,又有搭建核糖“腳手架”的硼酸鹽,生命就有可能誕生出來。

 

  所以,我們今天所熟悉的細胞生命,可能就是最先在火星上誕生的。之後,一顆小行星撞擊了火星表面,將攜帶細胞的岩石和冰塊大塊大塊地拋出火星,它們中的一些抵達了地球。

 

  但這裏依然留下了一條“大尾巴”:誕生於於燥之地的生命,到達溼渡渡的地球之後,怎麼能適應得了呢?若說它們後來克服了這個困難,那與水的“第一次親密接觸”必定曾讓它們“痛不欲生”吧。

 

  不管這個假說對錯如何,至少它開闊了我們的思路:水未必是生命誕生的必要條件。

 

  當有人執着於“生命離不開水”這信條時,美國宇航局和其他地方的一些科學家老早就把這,一信條扔至一邊了。除了地球和火星之外,太陽系裏最可能有生命的星球當數土衛六。它是土星最大的衛星。“卡西尼號”探測器從2004年起就開始對土衛六進行了細緻的考察。但土衛六的海洋並非蓄滿水,而是甲烷和乙烷這些烴類物質。

 

  土衛六上寒冷刺骨,溫度低達零下180攝氏度,生命即便存在,也沒法用和地球生命相似的辦法生存。實驗模擬確認,儘管這顆星球這麼寒冷,其表面仍然能生成構成蛋白質的基本單位一一氛基酸。

 

  生成構造生命的基本物質的途徑是如此多種多樣,無論生命起源時需不需要水,在尋找外星生命的時候,我們都應該放飛想像,不能被已知的東西限制住。

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