火星可能将生命的种子播撒到地球,也可能没有

本周,一个重要的地球化学会议听取了一种关于地球生命起源于火星的论点,但这经得起推敲吗?

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这是我们的祖先之地吗? (NASA/JPL)

本周,一个重要的地球化学会议听取了一种关于地球生命起源于火星的论点,但这经得起推敲吗?

大约四十亿年前,年轻的火星是一个更加宜居和温和的地方,这个想法并没有特别大的争议——尽管它肯定没有得到非常详细的了解。现在,在年度戈尔德施密特会议地球化学会议上,关于火星而不是地球才是生命起源的更好场所的观点已经受到了一些关注。事实上,正如BBC新闻的这篇文章报道的那样,火星起源可能有一个相当有力的理由。

新的论点,简而言之,是年轻的火星比40亿年前的地球拥有更富氧的大气层,并且更干燥。这将导致不同的矿物表面环境,这种环境可能为关键 RNA 分子以及所有导致我们所知的生命的生物化学物质的组装提供催化剂。随后的小行星撞击火星会将岩石碎片喷射到太空,将生命(大概以微生物形式)通过太阳系带到年轻的地球表面。

生命的转移当然不是一个新想法。我们知道火星碎片最终会到达地球,许多碎片在南极洲被发现,冰流和暴露聚集并向敏锐的人眼揭示它们。我们知道,四十亿年前,太阳系内行星的小行星撞击率远高于今天,这是行星组装和轨道演化减缓的一部分。最近关于什么能在穿过地球大气层后幸存下来的实验和研究肯定表明,可存活的生物体可以做到这一点,并且撞击驱动的物质可能在行星际空间中具有快速的传输时间。

然而,一个问题在于我们对行星表面基本分子与可能导致细胞结构和 DNA 的 RNA 和蛋白质复杂混合物形成之间步骤的理解。戈尔德施密特提出的假设基于这样一种观点,即必须存在一种无机矿物催化剂来鼓励基本分子组装成第一个 RNA 结构。具体来说,这些是以硼和氧化钼为中心构建的矿物质,这些矿物质可能在地球早期海洋中溶解消失,或者根本不存在,但在火星上可能会好得多。

但事实是,我们关于这些最初步骤的理论本身就备受争议。例如,其他实验室工作(例如 2009 年《自然》杂志报道的这项研究)表明,其他常见的催化剂(如锰或镁化合物,有时也会在紫外线照射下发挥作用)可以启动复杂的化学网络,这些网络非常自然地产生将要制造 RNA 甚至基本细胞膜结构的物质。

换句话说,地球早期地球化学的精确性质可能没有那么重要,火星的地球化学性质也可能没有那么重要。

另一个问题是,这个想法假设年轻的火星比年轻的地球干燥得多——否则像硼化合物这样的东西也会在那里溶解并分散到无用的浓度。但我们知道,古代火星有短暂的甚至可能是长期的液态地表水,它比现在潮湿得多。

同样不清楚的是,RNA 是否真的是生命之路上的唯一仙尘。对制造 RNA 的普遍强调部分来自“RNA 世界”的概念,这是一个先驱化学宇宙,其中自我复制和催化的 RNA 分子在被现代 DNA、RNA 和蛋白质世界“取代”之前运行。但并非所有人都同意这行得通,至少不是以原始形式。早期的 RNA 可能在其他分子的更复杂的混乱中运作。并且有建议表明 RNA 实际上更像是一种进化结果——其他聚合物混合物中的获胜者。这里有一个关于其中一些内容的精彩讨论

那么,火星是否将生命的种子播撒到地球?我们根本不知道。然而,通过探索这种可能性,我们肯定会从年轻的地球和年轻的火星可能在化学和环境方面相当不同的事实中获得信息。两个天然试管而不是一个。

还有一个更疯狂的可能性,我在这里为了好玩而抛出来;尽管目前完全没有根据。也许,仅仅是也许,这些行星之间小块物质的来回运动本身就在搅动两个世界的前生物化学之锅中发挥了作用……

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