發(fā)現(xiàn)火星生命謎團(tuán)或?qū)⒔視缘厍蛏鹪粗i
（神秘的發(fā)現(xiàn)地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技：國外媒體報(bào)道，發(fā)現(xiàn)火星生命謎團(tuán)，火星或或?qū)⒔視缘厍蛏纳?strong>起源之謎！今年夏天，謎團(tuán)美國宇航局“毅力號(hào)”將啟程前往火星杰澤洛隕坑邊緣，揭曉此次任務(wù)的地球目標(biāo)是了解更多關(guān)于我們的鄰居行星，并收集樣本帶回地球。起源科學(xué)家希望通過研究該隕坑北部邊緣的發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古碳酸鹽巖，盡可能采集到生命跡象。火星或我們?cè)谀抢锇l(fā)現(xiàn)的生命生命任何事物，甚至是謎團(tuán)遠(yuǎn)古時(shí)期遺留下來的化石，都可能為揭曉地球早期生命如何孕育提供重要線索。揭曉
在地球深層生物圈，地球科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌，起源它們通過食用或者呼吸簡單的發(fā)現(xiàn)地球燃料為自己充電。這或許是科學(xué)家開始在火星上尋找生命的重要線索，目前火星生命是美國宇航局“毅力號(hào)”探測車的主要勘測目標(biāo)之一。
火星體積較大，而且每次耗資巨大僅能覆蓋部分地區(qū)，因此有必要制定一些方案縮小搜索范圍。即使我們假設(shè)地球生命和火星生命是獨(dú)立誕生的，我們也可以從火星上發(fā)現(xiàn)地球生命演化的重要線索。到目前為止，最受推崇的方法是關(guān)注所有已知生命形式的共同行為：從環(huán)境中獲得能量的能力，通過對(duì)不同代謝系統(tǒng)的研究分析，我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞完成這一奇妙的目標(biāo)可歸結(jié)為一種共同策略，簡單地講：電。
電流通常被認(rèn)為是一種人類技術(shù)：精心設(shè)計(jì)的電路網(wǎng)絡(luò)編織著整個(gè)人類文明，用于滿足人類的需求。但暴雨天氣中雷電劃過天空時(shí)，會(huì)使黃鐵礦晶體緩慢銹蝕，油田燃燒，早期人類并沒有發(fā)明電，無論我們多么渴望電能。事實(shí)上，電比人類出現(xiàn)得更早，比地球生命更早存在，作為一種無生命的物理過程，它也是生物體獲取生命能量的動(dòng)力核心。
能量可以完成許多工作，細(xì)胞是我們已知的生命基本單位，它們構(gòu)建蛋白質(zhì)，復(fù)制自身，并抵抗無處不在的引力。而在我們所熟悉的地球生物圈中，生物體依賴太陽能量來提供自己的動(dòng)能，或者直接通過光合作用，消耗太陽的有機(jī)產(chǎn)物，這兩種過程基本上都是帶有電性的。地下深層生物圈的新陳代謝也是如此，數(shù)千米之下存在一個(gè)黑暗的平行世界，在地下幾千米深處，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌，它們通過食用和呼吸簡單的地球燃料為自己充電，這或許為搜索火星等行星的原始生命提供重要線索。
從宇宙角度考慮，很難排除任何星球存在生命的可能性。
人們幾乎普遍認(rèn)為火星表面不適合生命存活，但在火星表面之下，存在著液態(tài)水，受殘存的地?zé)峄顒?dòng)和緩慢冷卻的地核輻射而變暖，科學(xué)家懷疑他們可能會(huì)在火星發(fā)現(xiàn)與地球深層生物圈相似的條件。如果地球上的生命細(xì)胞可以在這樣的條件下利用電能，那么火星上的生命細(xì)胞或許也可以。
在地球表面，許多生物體通過在葡萄糖和氧之間轉(zhuǎn)移電荷從而產(chǎn)生電能，在地球之下，他們可以利用氫氣和二氧化碳，但是這兩種情況下產(chǎn)生電能的操作是相同的，兩種兼容化合物之間達(dá)到電荷平衡。畢竟電是從靜態(tài)電荷或者動(dòng)態(tài)電荷中獲得的能量，但是電荷是什么？生命如何利用電能工作的呢？
“正電荷”和“負(fù)電荷”反映了參與電過程的原子的可觀察物理性質(zhì)，就像表示分子溫度的“熱”和“冷”一樣，當(dāng)兩者分離時(shí)，就無法正常運(yùn)行，當(dāng)兩者接觸時(shí)，兩者之間會(huì)形成橋梁。電路的正負(fù)極也是如此，兩個(gè)端子之間的電荷差被稱為電壓，它們之間的電流可以被有效地利用，在地球上，更古老的深層生物圈細(xì)菌利用低壓電路，而更復(fù)雜的地表生物則依賴于高壓電路，因此，在探測火星表面的生命時(shí)，我們應(yīng)該期望能在遠(yuǎn)離火星表面的地方找到更簡單、進(jìn)化程度更低的低壓微生物，這是我們探索的主要目標(biāo)。
即使是從滲透到火星地殼的地質(zhì)氣體中獲取電能的基本微生物，也可能存在一種保守的代謝電路，因?yàn)樗幸阎娜祟惿锒际褂孟嗤臋C(jī)制為自己制造能量。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞都通過一種被稱為電子傳遞鏈（ETC）的生物絲進(jìn)行橋連供給它們吃和呼吸的電荷差異，電子傳遞鏈的普遍性表明，它是地球生命進(jìn)化過程中的一個(gè)早期創(chuàng)新，也是解決當(dāng)前問題的最佳方案。假設(shè)火星上的生命起源與地球生命起源相似，我們可以期待在火星上發(fā)現(xiàn)更多版本的電子傳遞鏈，其中的任何差異將講述著兩個(gè)進(jìn)化途徑的故事。
如果地球和火星生態(tài)系統(tǒng)基于核酸或者氨基酸是基本相似的，這可能表明，火星生命是陸地起源，在火星遭受小行星頻繁碰撞過程中，很可能小行星將生命種子帶到了火星，該時(shí)期發(fā)生在大約38億年前。但還有另一種假設(shè)，其核心機(jī)制是所有活細(xì)胞以保守的電能代謝方式生存，因?yàn)檫@是唯一可能發(fā)生的方式。
盡管這看起來像是進(jìn)化決定論，但細(xì)胞被限制在某種進(jìn)化路徑上的觀點(diǎn)似乎是可行的，無論它們出現(xiàn)在什么環(huán)境。當(dāng)然，地球上生物新陳代謝的核心電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，更廣泛地稱為：“還原/氧化（氧化還原反應(yīng)）”，即使在沒有生物的情況下也能產(chǎn)生電流。以科學(xué)家亞歷山大·沃爾特在18世紀(jì)發(fā)明原電池為例，他發(fā)明的核心氧化還原反應(yīng)對(duì)無處不在的現(xiàn)代電池仍然至關(guān)重要，自從他的發(fā)現(xiàn)之后，生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)類似的氧化還原反應(yīng)都是以新陳代謝為基礎(chǔ)。除了在金屬中提取電荷之外，自然界提供了各種不同的可食用、可呼吸的物質(zhì)。
在地下幾千米深處，細(xì)菌通過食用簡單的地下燃料為自己充電。
從氫氣至硫酸鹽的所有化合物都可以作為代謝回路的末端，盡管它們存在一定的靈活性，但在結(jié)構(gòu)和功能等方面，多種生命形式的電子傳遞鏈相似度表明，在生物系統(tǒng)進(jìn)化歷程中僅存在少量的自由度。美國辛辛那提大學(xué)電子微生物實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人安妮特·羅維曾研究生物體代謝回路驅(qū)動(dòng)能量的不尋常方式。她在一些研究中聚焦通過電極攜帶呼吸電流的細(xì)菌，在一次電話采訪中，安妮特指出，雖然這兩種生物代謝系統(tǒng)可能“擁有看似相同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但從進(jìn)化角度而言，它們多數(shù)是獨(dú)一無二的。”這意味著生物細(xì)胞在進(jìn)化歷史上對(duì)于電能采集分配問題的策略是相同的，它們是通過什么物質(zhì)來解決的呢？三磷酸腺苷。
三磷酸腺苷簡稱ATP，是一種令人難以置信的生物學(xué)物質(zhì)，遍布世界各地。眾所周知，所有已知細(xì)胞都是使用電化學(xué)漸變實(shí)現(xiàn)生物功能，但大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)部并不直接接觸電流，相反，它們將電能輸送到一個(gè)移動(dòng)中間體——ATP，其原理與無線技術(shù)十分相似。在這種“無線傳輸機(jī)制”下，細(xì)胞內(nèi)部過程，例如：主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、聚合作用，遠(yuǎn)離代謝機(jī)制的區(qū)域。細(xì)胞使用擴(kuò)散性ATP提供必要的刺激，而不是依靠神經(jīng)線路，正如我們所知道的情況，ATP是生命的基礎(chǔ)貨幣，就像人類貨幣可以在社會(huì)中普遍交換一樣，ATP也可以很容易地在細(xì)胞內(nèi)交換。
ATP是一種高能彈簧分子，它比任何物質(zhì)都想要分裂，這種爆炸能力被蛋白質(zhì)用于執(zhí)行機(jī)械過程，ATP像電子傳遞鏈一樣，已進(jìn)化了很多次。這種進(jìn)化趨同性的強(qiáng)大本質(zhì)暗示我們會(huì)在地外生命中發(fā)現(xiàn)ATO或者類似的中間體物質(zhì)。
活細(xì)胞以這種方式進(jìn)化，因?yàn)檫@是唯一可能發(fā)生的方式。
接下來的問題是，我們?cè)诘厍蛏嫌^察到的模式——電子傳遞鏈及其ATP產(chǎn)生過程中的作用，是所有生命的基礎(chǔ)，還是我們所知生命的基礎(chǔ)。在地球上找到實(shí)時(shí)進(jìn)化的替代系統(tǒng)是很困難的，因?yàn)樵技?xì)胞即使是生長最慢的競爭者，也會(huì)在38億年的進(jìn)化過程中勝出。也許在我們的深層生物圈中，生命先驅(qū)物種數(shù)量豐富，但是捕食行為阻止了它們的發(fā)展。在火星低能量深度進(jìn)行探索，這里潛在的生物活動(dòng)較慢，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)古老的生命結(jié)構(gòu)，填補(bǔ)我們對(duì)這兩顆行星上最早生命形式的認(rèn)知空缺。
探索火星表面之下的生命起源并不是什么新想法，20世紀(jì)博學(xué)家托馬斯·古爾德曾預(yù)測稱，地下深層生物圈真實(shí)存在。該預(yù)測比實(shí)際發(fā)現(xiàn)地下生物圈早10年，他還認(rèn)為，在星球表面深處，由化學(xué)物質(zhì)提供能量的生命形式……可能在宇宙中非常普遍。最新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻鳎瑑H在銀河系就存在大約60億顆類地行星，暗示維持地球早期生命的低壓化學(xué)物質(zhì)可能遍布整個(gè)宇宙。古爾德的理論觀點(diǎn)可適用于火星等多顆天體的地下環(huán)境探索。
古爾德提出的另一個(gè)建議是：我們對(duì)生命的定義可能受到我們經(jīng)歷的限制。他認(rèn)為，在已知地下深層生物圈通常是一個(gè)很大的區(qū)域，對(duì)于我們所知道的細(xì)菌生命而言，這里太熱了，但它仍然能夠支持其他可以調(diào)節(jié)這些能量反應(yīng)的化學(xué)處理系統(tǒng)。換句話講，可能會(huì)有其他范式擴(kuò)展我們對(duì)生命本身的理解。
其他科學(xué)家也有同樣的想法，雖然正如我們所知的那樣，生命是由電能驅(qū)動(dòng)，但是任何能量梯度都可能成為火星燃料。羅維謹(jǐn)慎推測稱，生命碰巧是通過氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的，所以人們?cè)趯ふ移渌行巧系纳鼤r(shí)會(huì)尋找它們，但是生命可能還有其他獲得能量的方法——熱能或者磁性過程，這些方法在一開始似乎對(duì)生命而言是不可行的，但誰知道呢？在宇宙角度來考慮，很難排除任何可能性。
盡管如此，似乎大多數(shù)研究人員將賭注押在火星上，認(rèn)為這顆紅色星球很可能存在生命跡象。澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)研究員大衛(wèi)·弗蘭尼瑞在接受電話采訪時(shí)表示，我們現(xiàn)在知道深層生物圈的范圍很廣，因此，如果過去火星上曾存在生命的話，我們有理由假設(shè)火星上也曾存在類似的生物圈。在地球上，生物很可能是從地下深處向地表進(jìn)化，未來我們的火星探測車將鉆入火星地殼，揭曉潛在的第二棵生命之樹根源。