我相信我们在 1970 年代就发现了火星生命存在的证据

维京任务的标记释放实验报告了阳性结果,尽管大多数人认为这些结果是非生物化学反应

来自维京号的视角。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我们人类现在可以回顾我们宇宙的虚拟起源。我们已经了解了很多关于控制其看似无限的天体、它们的演化、运动和可能命运的自然规律。然而,同样值得注意的是,我们没有普遍接受的信息,说明在我们之外是否存在其他生命,或者我们是否像塞缪尔·柯勒律治的《古舟子咏》中的水手一样,“孤单,孤单,全部,全部孤单,孤单在茫茫大海!” 为了解开那个原始的谜团,我们只进行了一次探索。我很幸运地参与了那次历史性的冒险,担任美国国家航空航天局壮观的维京号火星任务中标记释放 (LR) 生命探测实验的实验员,任务于 1976 年执行。

1976 年 7 月 30 日,LR 从火星传回了最初的结果。令人惊讶的是,结果呈阳性。随着实验的进行,总共有四个阳性结果,得到了五个不同的对照组的支持,从相距约 4,000 英里的双维京号宇宙飞船上源源不断地传来。数据曲线表明在红色星球上检测到了微生物呼吸。来自火星的曲线与地球土壤的 LR 测试产生的曲线相似。似乎我们已经回答了那个终极问题。

然而,当维京分子分析实验未能检测到生命 Essentia——有机物时,美国国家航空航天局得出结论,LR 发现了一种模仿生命但不是生命的物质。令人费解的是,自维京号升空以来的 43 年里,美国国家航空航天局随后的火星着陆器都没有携带生命探测仪器来跟进这些令人兴奋的结果。相反,该机构发射了一系列火星任务,以确定那里是否曾经存在适合生命生存的栖息地,如果存在,最终将样本带回地球进行生物学检查。


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美国国家航空航天局将寻找外星生命列为其最高优先事项之一。 2019 年 2 月 13 日,美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷表示,我们可能会在火星上找到微生物生命。我们国家现在已承诺派遣宇航员前往火星。那里的任何生命都可能威胁到他们,以及他们返回后的我们。因此,火星上是否存在生命的问题现在已成为首要问题。

火星上存在生命似乎希望渺茫。另一方面,火星要想变得荒芜,几乎需要奇迹发生。美国国家航空航天局科学家克里斯·麦凯曾说过,火星和地球已经“交换唾液”数十亿年了,这意味着,当任何一个星球受到彗星或大型陨石撞击时,一些喷射物会射入太空。这一物质中极小的一部分最终会落在另一个星球上,可能感染微生物搭便车者。一些地球微生物物种可以在火星环境中生存,这已在许多实验室中得到证实。甚至有报告称,暴露在国际空间站 (ISS) 外太空的微生物也能存活。

美国国家航空航天局反对直接搜索微生物,这忽视了路易斯·巴斯德在 1864 年完成的任务的简单性。他让微生物污染干草浸液,之后出现了它们呼出的气泡。在含有活微生物之前,没有出现气泡。(巴斯德早些时候确定,加热或巴氏消毒这种物质会杀死微生物。)这种极其简单的测试,经过更新,用巴斯德的干草浸液产品代替现代微生物营养物质,已被世界各地的卫生部门日常使用,以检查饮用水。因此,数十亿人免受微生物病原体的侵害。

本质上,这种标准测试就是火星上的 LR 测试,它通过添加几种被认为可以扩大外星生物成功前景的营养物质以及用放射性碳标记营养物质而进行了修改。这些增强功能使 LR 对假设存在于火星上的极低微生物种群敏感(如果存在的话),并将陆地微生物的检测时间缩短至约一小时。但在火星上,每次 LR 实验持续七天。添加了类似于巴斯德的热控制,以确定获得的任何反应是生物的还是化学的。

维京 LR 旨在检测和监测正在进行的代谢,这是一种非常简单且万无一失的活微生物指标。在维京号之前和之后,用陆地土壤和微生物培养物(包括在实验室和极端自然环境中)进行了数千次运行。从未获得过假阳性或假阴性结果这有力地支持了 LR 火星数据的可靠性,尽管对其解释存在争议。

在她的新书 《致火星的爱》中,我的 LR 共同实验者帕特里夏·安·斯特拉特以通俗易懂的方式提供了有关维京 LR 的大量科学细节。有关 LR 的科学论文可在我的网站上找到。

除了维京 LR 获得的火星生命直接证据外,维京号、随后的火星任务以及地球上的发现也获得了支持或符合火星上现存微生物生命的证据

  • 维京号、探路者号、凤凰号和好奇号在火星上发现了足以维持微生物生存的地表水;

  • 火星表面物质的紫外线 (UV) 激活并未像最初提出的那样引起 LR 反应:从紫外线屏蔽岩石下采集的样本与地表样本一样具有 LR 活性;

  • 好奇号的科学家报告称,在火星上发现了复杂的有机物,可能包括干酪根,它可能具有生物起源;

  • 凤凰号和好奇号发现了古代火星环境可能适合居住的证据。

  • 火星大气层中碳 13 相对于碳 12 的过量表明存在生物活动,生物活动更喜欢摄取后者;

  • 火星大气层处于不平衡状态:其 CO2 早该被太阳的紫外线转化为 CO;因此 CO2 正在再生,可能像地球上一样由微生物再生;

  • 陆地微生物已在国际空间站外的外太空存活;

  • 含有活微生物的喷射物很可能已从地球到达火星;

  • 已在火星大气层中测量到甲烷;微生物产甲烷菌可能是其来源;

  • 甲烷从火星大气层中快速消失需要一个汇,可能由甲烷氧化菌提供,甲烷氧化菌可能与火星表面的产甲烷菌共存;

  • 在火星表面录制到幽灵般的移动光点,类似于地球上由甲烷自燃形成的鬼火;

  • 据称,甲醛和氨气(每种都可能指示生物学)存在于火星大气层中;

  • 对阳性 LR 信号的独立复杂性分析将其确定为生物学信号;

  • 维京号成像系统的六通道光谱分析发现,陆地地衣和火星岩石上的绿色斑块具有相同的颜色、饱和度、色调和强度;

  • 好奇号拍摄的图像中出现了一个蠕虫状特征;

  • 好奇号发现了类似于陆地叠层石(由微生物形成)的大型结构;对其复杂特征的统计分析表明,相似性由偶然性引起的可能性小于 0.04%;

  • 在火星上没有发现不利于生命的因素。

总而言之,我们有:来自广泛使用的微生物学测试的阳性结果;来自强大且多样的对照组的支持性反应;在两个维京号站点中的每一个站点复制 LR 结果;在两个站点复制实验;以及 43 年来,没有任何实验或理论能够为维京 LR 结果提供明确的非生物学解释。

反对火星上存在生命可能性的证据是什么?令人震惊的事实是,根本没有。此外,实验室研究表明,一些陆地微生物可以在火星上生存和生长。

美国国家航空航天局已经宣布,其 2020 年火星着陆器将不包含生命探测测试。我认为,根据完善的科学协议,应努力在下一次可能的火星任务中进行生命探测实验。我和我的共同实验者已正式和非正式地提议将 LR 实验(修改后具有检测手性代谢的能力)发送到火星,以确认生命的存在:非生物化学反应不区分“左手”和“右手”有机分子,但所有生物体都区分。

此外,手性 LR (CLR) 可以确认和扩展维京 LR 的发现。它可以确定检测到的任何生命是否与我们的生命相似,或者是否存在单独的起源。这将是一项重要的科学发现本身。一种小型轻便的 CLR 已经设计出来,其原理已通过测试验证。它可以很容易地变成飞行仪器。

与此同时,一个专家科学家小组应审查维京 LR 的所有相关数据,以及有关火星生命的其他和更新的证据。这样一个客观的陪审团可能会像我一样得出结论,即维京 LR 确实发现了生命。无论如何,这项研究可能会为美国国家航空航天局追求其圣杯提供重要的指导。

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