地球生命來自太空?

尹懷勤

2009年8月17日，科學(xué)家宣布首次在彗星塵埃樣品中發(fā)現(xiàn)了組成蛋白質(zhì)最基本的物質(zhì)——氨基酸，從而為地球生命源自太空說提供了新的證據(jù)。這也是人類利用航天器在太空探索上取得的又一項(xiàng)重要成果。

宇宙胚種論的理由

地球生命源自太空說亦被稱為宇宙胚種論，它是與地球自主孕育生命說相對(duì)立的一種觀點(diǎn)。公元前4世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家米特羅德格斯就說過：“認(rèn)為在無邊的宇宙中只有地球才有人居住的想法，就像播種谷子的土地上只長(zhǎng)出獨(dú)苗一樣可笑。”其言外之意是，宇宙中的生命種子不僅僅播撒在了地球上。

20世紀(jì)30年代，天文學(xué)家從宇宙光譜中發(fā)現(xiàn)，太空中存在甲基和氰基等分子。太空有機(jī)分子的發(fā)現(xiàn)，被列為20世紀(jì)“四大天文學(xué)發(fā)現(xiàn)”之一。到1994年，人類共從宇宙中找到108種有機(jī)分子，其中有些是地球上所沒有的自然樣本。這對(duì)研究星際生命起源提供了重要線索，說明宇宙中到處都有構(gòu)成生命的最基本的元素。天文學(xué)研究表明，這些有機(jī)分子只能存在于溫度較低的行星、宇宙塵?；蛘甙滴镔|(zhì)當(dāng)中，地球是最為適宜其存活的星球之一。

1969年9月，科學(xué)家在隕落于澳大利亞的碳質(zhì)球粒隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸、甲醛等多種有機(jī)物。人類進(jìn)入航天時(shí)代以后，蘇聯(lián)科學(xué)家曾用各種科學(xué)衛(wèi)星對(duì)名為科戈烏捷卡的彗星進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)其彗核表面冰塊含有有機(jī)分子。1986年5月，以美國(guó)天體物理學(xué)家弗蘭克為首的研究小組曾撰文，提出地球上的水可能來自彗星的新假說。1996年8月，美國(guó)科學(xué)家宣布，1984年在南極洲發(fā)現(xiàn)的ALH84001隕石來自火星，其中含有名為多環(huán)芳香烴的有機(jī)大分子。此一發(fā)現(xiàn)再次引起人們對(duì)火星生命的關(guān)注述事例，都促使地球生命源自太空說逐漸流行起來，無論生命種子來自隕星還是彗星，都屬于這一理論范疇。

一些科學(xué)家認(rèn)為，約40億年前，地球遭受過眾多彗星和小行星的撞擊，從而獲得了大量的水和一定數(shù)量的有機(jī)分子，加上地球具有合適的溫度和大氣，才終于誕生了生命。大量的考古化石發(fā)現(xiàn)也證明，自此之后地球生命便逐漸多樣化地發(fā)展起來。這就是生命源自太空說的主要含義。前面所舉的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都間接支持了這一理論。今年8月，美國(guó)科學(xué)家在彗星塵埃樣品中的新發(fā)現(xiàn)，則為其提供了新的佐證。

彗星塵埃中的新發(fā)現(xiàn)

美國(guó)科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)是從分析“星塵”號(hào)航天器運(yùn)回的“懷爾德2”號(hào)彗星塵埃樣品中獲得的。“星塵”號(hào)是美國(guó)研制的對(duì)“懷爾德2”號(hào)彗星進(jìn)行探測(cè)和采樣并返回地球的航天器。1999年2月8日，重量為385千克的“星塵”號(hào)被發(fā)射升空，進(jìn)入預(yù)定軌道飛行。經(jīng)過5年飛奔，它于2004年1月2日在距離地球約3.9億千米處，用10個(gè)小時(shí)穿越了“懷爾德2”號(hào)彗星的彗發(fā)，相距彗核最近時(shí)約240千米。在此過程中，“星塵”號(hào)伸出二氧化硅基底的網(wǎng)球拍狀氣凝膠，用以俘獲高速運(yùn)動(dòng)的直徑為1～100微米的彗星塵埃微粒。在完成采樣后，氣凝膠設(shè)備折疊收入返回艙中，隨即“星塵”號(hào)就踏上了返回地球的歸程，并于2006年1月 15日被成功回收。它運(yùn)回的樣品被送到美國(guó)宇航局約翰遜航天中心的行星物質(zhì)管理機(jī)構(gòu)，供科學(xué)家們分析研究。專家認(rèn)為這些粒子是一筆“巨大的不動(dòng)產(chǎn)”，分析研究它們至少需要10年時(shí)間。

科學(xué)家們經(jīng)過3年多的辛勤工作，終于在這些彗星塵埃中首次發(fā)現(xiàn)了甘氨酸。甘氨酸是一種結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的氨基酸，而氨基酸又是公認(rèn)的生命種子。

事實(shí)上，2008年科學(xué)家們就在“懷爾德2”號(hào)彗星塵埃樣品中發(fā)現(xiàn)了多種氨基酸和含氮的有機(jī)化合物即胺類物質(zhì)，但是不能確定它們究竟是源于彗星還是來自地球污染，故未公布這一信息。為了弄清緣由，他們又花了一年多的時(shí)間追根問底。由于樣品太少，除了甘氨酸外，所有樣品材料均不足以用來追蹤任何化合物。在只有大約十億分之一克的甘氨酸中，科學(xué)家們檢測(cè)出相對(duì)豐富的碳同位素。與地球上的甘氨酸比較，樣品中的甘氨酸含有更多的碳13，從而證明了它們?cè)从谔铡?/p>

氨基酸的化學(xué)鏈非常牢固地結(jié)合在一起，形成了從毛發(fā)到調(diào)節(jié)生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的酶等一切物質(zhì)的蛋白質(zhì)分子。最新的研究結(jié)果再度證明，諸如隕星和彗星等星體可能早已為古老的地球及其他行星播撒了形成生命的原始物質(zhì)。

此項(xiàng)研究資助方之一、美國(guó)宇航局加州太空生物學(xué)研究所所長(zhǎng)卡爾·皮爾徹指出：“彗星中甘氨酸的發(fā)現(xiàn)支持了組成生命的基本單元在太空中普遍存在的說法，并加強(qiáng)了那種論斷，即宇宙中的生命很常見，并非罕見之事?！边@無疑又增強(qiáng)了人類探索尋找地外生命與地外文明的信心和勇氣。有些科學(xué)家堅(jiān)持認(rèn)為，廣闊無垠的宇宙空問是生命的故鄉(xiāng)和人類的老家，人類熱衷航天探索，乃是由回家總是愉快的天性所驅(qū)使的。寄望于對(duì)彗核的探測(cè)

需要指出的是，科學(xué)家目前所研究的樣品僅來自彗星彗發(fā)，而彗星彗核則可能會(huì)含有更復(fù)雜的氨基酸混合物和更高水平的氨基酸形式。要想得到彗星彗核的數(shù)據(jù)資料，則要寄望于歐洲空間局的“羅塞塔”彗星探測(cè)器了。

2004年3月2日，歐空局的“羅塞塔”探測(cè)器被發(fā)射升空，開始了追逐“丘留莫夫一格拉西緬科”彗星的長(zhǎng)途征程。該探測(cè)器由軌道器和名為“菲萊”的登陸艙兩大部分組成，重約3噸。預(yù)計(jì)它將于2014年1月成為目標(biāo)彗星的人造衛(wèi)星，于2014年11月釋放“菲萊”登陸艙，軟著陸于彗星的彗核表面，對(duì)其進(jìn)行直接研究。登陸艙將用攜帶的鉆頭，從彗核表面往下鉆探，從而提取不同深度上的物質(zhì)，將其放入專門儀器中進(jìn)行分析，辨別出礦物和同位素成分，重點(diǎn)尋找有機(jī)物，并將獲得的各種結(jié)果通過軌道器傳回地面控制中心，供科學(xué)家們分析研究。顯而易見，這種實(shí)地考察將會(huì)揭開彗星構(gòu)成的奧秘，更有可能在生命起源方面獲得新的發(fā)現(xiàn)。如果證明彗星上的物質(zhì)組成足以促成生命的發(fā)端，那將完全可以令人相信，宇宙空問的很多地方都存在著生命，人類尋找地外生命的愿望總有一天會(huì)得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)表明，彗星是提供生命種子天體中的重要成員。

堅(jiān)持生命來自太空說的科學(xué)家們，之所以高度重視對(duì)彗星的彗核進(jìn)行探測(cè)研究和實(shí)地考察，是因?yàn)樵谒麄兛磥?，主要是彗星將太空中的微生物播種到了地球上。他們認(rèn)為，在太陽(yáng)系形成的初級(jí)階段，大量彗星就吸附了很多含碳的有機(jī)化合物，彗星的彼此碰撞和內(nèi)部隱藏的放射性同位素衰變產(chǎn)生的射線，為有機(jī)物的化合反應(yīng)提供了足夠的熱能，并溶解了原本為冰態(tài)的彗核內(nèi)部，使有機(jī)物具有了較為溫暖的液體環(huán)境，促成彗星內(nèi)部誕生了生物胚胎。鑒于彗核外表仍足結(jié)冰狀態(tài)，對(duì)內(nèi)部起到保護(hù)作用，故使這些生命種子并未受到太空嚴(yán)酷環(huán)境的傷害。約40億年前，當(dāng)一些這樣的彗星撞到地球之后，地球生命世界就此開始。

天文學(xué)研究表明，當(dāng)恒星爆炸死亡之后，也可生成大量的有機(jī)分子。恒星爆炸拋出的物質(zhì)和氣體，進(jìn)入廣袤的星翰際空間，又成為產(chǎn)生新一代恒星的原料，進(jìn)而形成第二代恒星，太陽(yáng)就是其中的一例。在太陽(yáng)及太陽(yáng)系其他成員即行星與其衛(wèi)星、矮行星與其衛(wèi)星、彗星、小行星誕的時(shí)候，都有可能吸附有機(jī)分子，但是在沒有水的星球上就無法孕育生命。因?yàn)樵谝后w水中各種分子可以自由游蕩，容易相遇進(jìn)而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；而在固體中，每個(gè)分子的位置是固定的，難以運(yùn)動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)極其緩慢，無法形成生命所需的各種大而復(fù)雜的有機(jī)分子。

“羅塞塔”探測(cè)“丘留莫夫一格拉西緬科”彗星的彗核如獲成功，不僅會(huì)給宇宙胚種論提供新的證據(jù)，而且會(huì)為未來航天器采集彗星的彗核樣品并返回地球提供技術(shù)借鑒。只有當(dāng)科學(xué)家們直接研究分析彗星的彗核樣品的時(shí)候，才有可能最終揭開地球生命起源之謎。(文章代碼：2204)

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