流星帶來病毒的假想圖 | 圖源：網絡

公元2020年，新型冠狀病毒導致的肺炎疫情肆虐全球。世界各國科學家們(men) 爭(zheng) 分奪秒，對新冠病毒展開了尋根溯源。然而，據英國《每日郵報》2020年3月13日報道，一位名叫錢德拉·威克拉馬辛哈（Nalin Chandra Wickramasinghe）的英國科學家在接受采訪時稱：新冠肺炎病毒並非來自地球上的蝙蝠或其它動物，而是來自太空中的流星。他認為(wei) 2019年10月墜落在中國的一顆流星將病毒顆粒帶到了地球，並借助盛行風將病毒在北緯40-60度的範圍內(nei) 傳(chuan) 播開來。

這一觀點遭到了國際上很多學者的反對。錢德拉所指的是2019年10月11日淩晨發生在我國吉林省鬆原市附近的一次火流星隕落事件。事後經多方搜尋未能幸運地找到流星的殘骸——隕石。

在火流星隕落點附近的玉米地裏搜尋隕石

| 圖源：上海科技館 杜芝茂

然而，這位英國數學家、天文學家和天體(ti) 生物學家似乎選擇性地遺忘了一個(ge) 重要的常識：每年降落到地球上的流星數不勝數，而且火流星事件在世界各地均有大量報告。據國際流星組織IMO統計，在過去十年內(nei) ，每年有記錄的目視流星的數量約為(wei) 43000-89000顆。在2020年1月間，僅(jin) 發生在美國的火流星事件就高達1013起。顯然，妄稱墜落在中國的流星帶來了新冠病毒完全是一種毫無科學依據的主觀臆斷！

2020年1月間，發生在美國的部分火流星事件 | 來源：IMO官網

那麽(me) 作為(wei) 天外來客的隕石究竟是否可能攜帶病毒呢？要回答這個(ge) 問題，我們(men) 有必要回顧一下近幾十年來隕石學家們(men) 在地外有機物研究領域的重要成果。

碳質球粒隕石

碳質球粒隕石是最古老、最原始、最能代表太陽係初始物質組成的一類隕石，蘊含著較高豐(feng) 度的碳元素，因而也是有機物含量最豐(feng) 富的一類隕石。碳質球粒隕石十分稀有，其數量僅(jin) 占所有隕石的~3.5%；目前全球目擊降落的碳質球粒隕石僅(jin) 49塊，其中包括中國的寧強隕石（CK3-an）和施甸隕石（CM2）。

寧強碳質球粒隕石 | 圖源：紫金山天文台

碳元素主要以三種形式存在於(yu) 碳質球粒隕石中：（1）金剛石、石墨、碳化矽等形成於(yu) 太陽係之前的恒星塵埃；（2）在隕石的小行星母體(ti) 上通過流體(ti) 蝕變反應形成的碳酸鹽礦物；（3）在恒星際空間、太陽星雲(yun) 和小行星母體(ti) 上形成的有機物。其中，有機物是最主要的存在形式，平均含量可達2 wt%。

Murchison隕石 | 圖源：MeteoriteCollector.org

1969年9月28日，一顆火流星隕落在澳大利亞(ya) ，帶來了大名鼎鼎的Murchison隕石（CM2）。方圓5平方英裏的隕落帶內(nei) 共收集到隕石約100千克。這塊碳質球粒隕石生逢其時。借助美國科學界為(wei) 阿波羅月球樣品準備的一流的分析測試平台，Murchison隕石獲得了廣泛而深入的研究。可以說目前對於(yu) 隕石中有機物的認識，很大一部分都來自於(yu) 對Murchison隕石的研究。

隕石中有機物的種類

隕石幾乎囊括了所有生物成因的有機物類型。尤其是碳質球粒隕石，它就像一個(ge) 天然的實驗室，通過古老的化學過程合成了各種有機分子。根據分子量大小，隕石中的有機物可分為(wei) 兩(liang) 大類：小分子有機物（約占25%），又稱自由分子，可用有機溶劑從(cong) 隕石中提取獲得；大分子有機物（約占75%），需利用HF-HCl將絕大部分礦物溶解後，從(cong) 殘餘(yu) 物中搜尋。

Murchison隕石中的部分有機物種類 | 圖源：修改自Sephton_2005

以Murchison隕石為(wei) 例，其含有的小分子有機物主要包括氨基酸、羧酸、糖類、胺類、酰胺類、雜環烴、脂肪烴、芳香烴等，其中許多物質與(yu) 生命過程息息相關(guan) 。例如，氨基酸是組成蛋白質的基本單元，羧酸（如：乳酸）參與(yu) 生物體(ti) 的新陳代謝，糖類是生物體(ti) 的重要能量來源並為(wei) 構成其他分子提供碳架結構，氮雜環化合物（如：嘌呤、嘧啶）是遺傳(chuan) 物質核酸的重要組成成分等。大分子有機物通常由芳香烴與(yu) 各種結構的小分子發生交聯、聚合而成。

開個(ge) 腦洞：如果在實驗室燉一鍋隕石湯，不知道能不能嚐出雞湯的味道？

隕石中有機物來源：穩定同位素異常

地球汙染是隕石有機物研究中一個(ge) 無法回避的問題。如何證明隕石中的有機物來自地外而非地球物質的汙染？碳、氫、氮、硫等元素的穩定同位素組成提供了非常有力的證據。舉(ju) 個(ge) 例子，科學家利用高精度、高分辨率的二次離子質譜儀(yi) 對EET 92042（CR2）隕石中的不可溶有機物進行了氫、氮同位素的麵掃描，發現一些熱點區域極端富集H和N的重同位素D和15N，這種區別於(yu) 太陽係物質的同位素組成特征被稱作同位素異常。根據有機物的穩定同位素組成，科學家推測它們(men) 很可能形成於(yu) 恒星際介質或太陽係原行星盤最寒冷的邊緣區域。這些有機物在太陽係形成前就存在，隨著太陽星雲(yun) 的塌縮、凝聚被最原始的碳質球粒隕石保存了下來。

EET 92042（CR2）隕石中不可溶有機物的δD和δ15N分布圖 | 圖源：Busemann_2006

有機物在隕石中的存在形式

球粒隕石由高溫條件下形成的微米至毫米級大小的球粒和低溫條件下形成的細粒的基質組成。絕大部分有機物存在於(yu) 碳質球粒隕石的基質中。基質中的橄欖石、輝石等礦物在經曆了含水流體(ti) 的低溫蝕變後轉化為(wei) 粘土礦物，有機物便賦存於(yu) 這些層狀矽酸鹽之中。由於(yu) 粘土礦物本身是一種化學反應的催化劑，無機物與(yu) 有機物的相互作用也促進了原始的恒星際來源的有機物不斷衍生出更加豐(feng) 富的新物質。

寧強隕石中的球粒和基質，（上）正交偏光，（下）掃描電鏡BSE | 圖源：紫金山天文台

LAP 04720隕石（CR2）基質中層狀矽酸鹽的透射電鏡照片 | 圖源：Abreu_2016

小行星上有機物的化學反應

球粒隕石的母體(ti) 是位於(yu) 火星和木星之間的主帶小行星。由於(yu) 放射性同位素衰變產(chan) 生的熱量和水、H2S等流體(ti) 的存在，小行星形成後經曆了不同程度的熱變質和流體(ti) 變質作用。在此過程中，從(cong) 太陽星雲(yun) 中繼承的原始的有機分子也發生了進一步的化學演化。例如，乙醛和氫氰酸在pH

小行星上有機物的化學反應 | 圖源：修改自Sephton_2005

氨基酸的手性與(yu) 生命起源

在有機化學中，如果一個(ge) 碳原子連接四個(ge) 不同的原子或基團，那麽(me) 這四個(ge) 基團有兩(liang) 種空間排列方式，這兩(liang) 種空間構型如同人的左右手一樣互為(wei) 鏡像，但不能完全重疊，這樣的碳原子被稱作手性碳原子，含有手性碳原子的化合物稱為(wei) 手性分子。

手性有機分子的鏡麵對稱 | 圖源：網絡

手性氨基酸分子具有L-，D-兩(liang) 種空間構型。除極少數低等生命體(ti) （如，病毒）外，地球上生物體(ti) 的蛋白質幾乎都是由L-氨基酸構成的。因為(wei) 非生物成因的氨基酸都是由等量的L和D型分子組成的，這種對L-氨基酸的特異性選擇是解釋地球生命起源問題的一個(ge) 重要環節。對隕石中氨基酸的研究發現，多數氨基酸是等量的L型和D型分子的混合物，與(yu) 它們(men) 的非生物成因一致；但有少量氨基酸（例如，a-甲基氨基酸）存在過剩的（excess）L型分子。科學家認為(wei) 恒星際空間的紫外圓偏振光（UV circularly polarized light）會(hui) 選擇性地摧毀D-氨基酸分子，從(cong) 而造成L-氨基酸的過剩。地球生命很可能就是在一個(ge) 偶然的機會(hui) 下，從(cong) 那些隨小行星造訪地球的L型氨基酸的基礎上發生、發展和演化起來的。

有機物與(yu) 生命起源 | 圖源：修改自網絡

結束語

除了實驗室的隕石分析工作外，天文學家也通過望遠鏡在遙遠的太空中觀測到各種有機物，而對火星和矮行星Ceres的探測結果均證實了太陽係其他行星和小行星上存在有機物。雖然這些來自外太空的有機物與(yu) 地球的生命起源息息相關(guan) ，然而卻與(yu) 病毒之間遠隔萬(wan) 水千山。目前沒有任何證據表明流星攜帶或在外太空存在病毒顆粒。最後，流星同學義(yi) 正詞嚴(yan) 地表示：傳(chuan) 播病毒這個(ge) 鍋，我不背！

參考文獻：

1）Sephton M. A. (2005) Phil. Trans. R. Soc. A363, 2729-2742.

2）Busemann H., et al. (2006) Science 312, 727-730.

3）Pizzarello S. et al. (2013) PNAS 110, 15614-15619.

4）Abreu N. M. (2016) Geochim. Cosmochim. Acta 194, 91-122.

作者簡介

王英，中國科學院紫金山天文台天體(ti) 化學和行星科學實驗室副研究員，研究領域：隕石學和天體(ti) 化學。

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