地球生命是否起源于火星?或者35億年前地球生命搭乘隕石分散至火星表面?為了調(diào)查清楚地球和火星生命的起源,來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)和麻省總醫(yī)院的一支研究小組,希望美國(guó)航空航天局下一代火星探測(cè)器采用DNA序列微芯片分析土壤和冰晶樣本,進(jìn)而揭示火星表面基因物質(zhì)的起源之謎。
發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古生命跡象已成為“好奇號(hào)”后繼探測(cè)器的首要任務(wù)之一。美國(guó)航空航天局新一代火星探測(cè)器將于2020年發(fā)射,旨在搜尋現(xiàn)有或者近期死亡的生命形式(這里所指的“近期”至多是100萬(wàn)年前)。
該項(xiàng)研究報(bào)告首席作者、麻省理工學(xué)院的克里斯托弗·卡爾稱,如果火星生命基于RNA和DNA分子結(jié)構(gòu),那么人類或許并非太陽(yáng)系內(nèi)唯一的智慧生命。更多的DNA序列需要進(jìn)一步研究,它們或許是任何地球生命的“遠(yuǎn)親”。
最新一項(xiàng)研究假設(shè)地球和火星上的生命共享基因祖先,在40億~35億年前的“后重轟炸時(shí)期”,太陽(yáng)系內(nèi)發(fā)生大量的隕星碰撞事件。大約10億噸的小行星穿過(guò)地球和火星之間的太空區(qū)域,可能導(dǎo)致這兩顆行星交叉性污染。
卡爾說(shuō):“一些太空巖石轉(zhuǎn)移生命的方式與我們所了解的相符合。這樣的小行星并不會(huì)太熱,它們能夠很快地運(yùn)送生命體,因此不會(huì)遭受太空輻射的損害。如果生命存在于某顆行星,它可能搭乘小行星在太空中傳輸,最終抵達(dá)其他行星。隨之產(chǎn)生的問(wèn)題是,如果生命存在于火星,并且與地球生命相關(guān),我們應(yīng)當(dāng)如何探測(cè),并發(fā)現(xiàn)它們?”
為了尋求這種類型的生命形式,研究小組希望在2020年美國(guó)航空航天局新一代火星探測(cè)器上裝配能夠排序分析RNA和DNA的設(shè)備??栒f(shuō):“像這樣的生命指示器僅能夠探測(cè)當(dāng)前或者近期死亡的生命體,因?yàn)楹怂岵粫?huì)長(zhǎng)時(shí)間附著,人們可探測(cè)到的最古老核酸不會(huì)超過(guò)100萬(wàn)年。”
火星的自然條件比地球更加惡劣,火星大氣層主要是由二氧化碳構(gòu)成,濃度只有地球大氣層的1%,而火星表面溫度也只有-126℃。
但是,火星表面之下的環(huán)境可能類似于地球,包含著孕育生命的所有主要元素。該研究小組測(cè)試了帶有130萬(wàn)個(gè)微孔的排序微型芯片,確保每個(gè)芯片上包含著單個(gè)有孔小珠,放大其DNA部分可產(chǎn)生基因序列。研究人員將微型芯片和排序試劑放置在火星輻射等級(jí)環(huán)境下,分析大腸桿菌DNA。
卡爾說(shuō):“太空輻射的主要成分是質(zhì)子,人們還將承受來(lái)自太陽(yáng)的大量質(zhì)子輻射。我們?cè)诿绹?guó)航空航天局布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室測(cè)試這種芯片。如果結(jié)果顯示該芯片能夠在2年以上的火星探索任務(wù)中幸存,便意味著像這樣的微芯片能夠勝任火星任務(wù),并有一年半的時(shí)間收集火星表面樣本?!?/p>
之后,研究人員載入攜帶大腸桿菌DNA片斷的芯片,發(fā)現(xiàn)仍能夠分析和識(shí)別這種細(xì)菌的基因序列。美國(guó)航空航天局艾姆斯研究中心太空科學(xué)部的行星科學(xué)家查爾斯·麥克凱伊稱,一種輻射免疫DNA序列芯片對(duì)于未來(lái)探索火星和其他宇宙天體是至關(guān)重要的,它能夠探測(cè)和排序DNA,其中包括探測(cè)任務(wù)中的任何生命形式。它還具有較高的靈敏性,對(duì)于生物分子十分重要。