據國外媒體(ti) 報道，揭曉火星生命謎團，或將揭曉地球人類的起源之謎！今年夏天，美國宇航局“毅力號”將啟程前往火星傑澤洛隕坑邊緣，此次任務的目標是了解更多關(guan) 於(yu) 我們(men) 的鄰居行星，並收集樣本帶回地球。科學家希望通過研究該隕坑北部邊緣的遠古碳酸鹽岩，盡可能采集到生命跡象。我們(men) 在那裏發現的任何事物，甚至是遠古時期遺留下來的化石，都可能為(wei) 揭曉地球早期生命如何孕育提供重要線索。

　　火星體(ti) 積較大，而且每次耗資巨大僅(jin) 能覆蓋部分地區，因此有必要製定一些方案縮小搜索範圍。即使我們(men) 假設地球生命和火星生命是獨立誕生的，我們(men) 也可以從(cong) 火星上發現地球生命演化的重要線索。到目前為(wei) 止，最受推崇的方法是關(guan) 注所有已知生命形式的共同行為(wei) ：從(cong) 環境中獲得能量的能力，通過對不同代謝係統的研究分析，我們(men) 發現細胞完成這一奇妙的目標可歸結為(wei) 一種共同策略，簡單地講：電。

　　電流通常被認為(wei) 是一種人類技術：精心設計的電路網絡編織著整個(ge) 人類文明，用於(yu) 滿足人類的需求。但暴雨天氣中雷電劃過天空時，會(hui) 使黃鐵礦晶體(ti) 緩慢鏽蝕，油田燃燒，早期人類並沒有發明電，無論我們(men) 多麽(me) 渴望電能。事實上，電比人類出現得更早，比地球生命更早存在，作為(wei) 一種無生命的物理過程，它也是生物體(ti) 獲取生命能量的動力核心。

　　能量可以完成許多工作，細胞是我們(men) 已知的生命基本單位，它們(men) 構建蛋白質，複製自身，並抵抗無處不在的引力。而在我們(men) 所熟悉的地球生物圈中，生物體(ti) 依賴太陽能量來提供自己的動能，或者直接通過光合作用，消耗太陽的有機產(chan) 物，這兩(liang) 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，數千米之下存在一個(ge) 黑暗的平行世界，在地下幾千米深處，科學家發現一些細菌，它們(men) 通過食用和呼吸簡單的地球燃料為(wei) 自己充電，這或許為(wei) 搜索火星等行星的原始生命提供重要線索。

　　從(cong) 宇宙角度考慮，很難排除任何星球存在生命的可能性。

　　人們(men) 幾乎普遍認為(wei) 火星表麵不適合生命存活，但在火星表麵之下，存在著液態水，受殘存的地熱活動和緩慢冷卻的地核輻射而變暖，科學家懷疑他們(men) 可能會(hui) 在火星發現與(yu) 地球深層生物圈相似的條件。如果地球上的生命細胞可以在這樣的條件下利用電能，那麽(me) 火星上的生命細胞或許也可以。

　　在地球表麵，許多生物體(ti) 通過在葡萄糖和氧之間轉移電荷從(cong) 而產(chan) 生電能，在地球之下，他們(men) 可以利用氫氣和二氧化碳，但是這兩(liang) 種情況下產(chan) 生電能的操作是相同的，兩(liang) 種兼容化合物之間達到電荷平衡。畢竟電是從(cong) 靜態電荷或者動態電荷中獲得的能量，但是電荷是什麽(me) ？生命如何利用電能工作的呢？

　　“正電荷”和“負電荷”反映了參與(yu) 電過程的原子的可觀察物理性質，就像表示分子溫度的“熱”和“冷”一樣，當兩(liang) 者分離時，就無法正常運行，當兩(liang) 者接觸時，兩(liang) 者之間會(hui) 形成橋梁。電路的正負極也是如此，兩(liang) 個(ge) 端子之間的電荷差被稱為(wei) 電壓，它們(men) 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菌利用低壓電路，而更複雜的地表生物則依賴於(yu) 高壓電路，因此，在探測火星表麵的生命時，我們(men) 應該期望能在遠離火星表麵的地方找到更簡單、進化程度更低的低壓微生物，這是我們(men) 探索的主要目標。

　　即使是從(cong) 滲透到火星地殼的地質氣體(ti) 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，因為(wei) 所有已知的人類生物都使用相同的機製為(wei) 自己製造能量。科學家研究發現所有細胞都通過一種被稱為(wei) 電子傳(chuan) 遞鏈（ETC）的生物絲(si) 進行橋連供給它們(men) 吃和呼吸的電荷差異，電子傳(chuan) 遞鏈的普遍性表明，它是地球生命進化過程中的一個(ge) 早期創新，也是解決(jue) 當前問題的最佳方案。假設火星上的生命起源與(yu) 地球生命起源相似，我們(men) 可以期待在火星上發現更多版本的電子傳(chuan) 遞鏈，其中的任何差異將講述著兩(liang) 個(ge) 進化途徑的故事。

　　如果地球和火星生態係統基於(yu) 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，該時期發生在大約38億(yi) 年前。但還有另一種假設，其核心機製是所有活細胞以保守的電能代謝方式生存，因為(wei) 這是唯一可能發生的方式。

　　盡管這看起來像是進化決(jue) 定論，但細胞被限製在某種進化路徑上的觀點似乎是可行的，無論它們(men) 出現在什麽(me) 環境。當然，地球上生物新陳代謝的核心電荷轉移反應，更廣泛地稱為(wei) ：“還原/氧化（氧化還原反應）”，即使在沒有生物的情況下也能產(chan) 生電流。以科學家亞(ya) 曆山大·沃爾特在18世紀發明原電池為(wei) 例，他發明的核心氧化還原反應對無處不在的現代電池仍然至關(guan) 重要，自從(cong) 他的發現之後，生物學家發現類似的氧化還原反應都是以新陳代謝為(wei) 基礎。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。

　　在地下幾千米深處，細菌通過食用簡單的地下燃料為(wei) 自己充電。

　　從(cong) 氫氣至硫酸鹽的所有化合物都可以作為(wei) 代謝回路的末端，盡管它們(men) 存在一定的靈活性，但在結構和功能等方麵，多種生命形式的電子傳(chuan) 遞鏈相似度表明，在生物係統進化曆程中僅(jin) 存在少量的自由度。美國辛辛那提大學電子微生物實驗室負責人安妮特·羅維曾研究生物體(ti) 代謝回路驅動能量的不尋常方式。她在一些研究中聚焦通過電極攜帶呼吸電流的細菌，在一次電話采訪中，安妮特指出，雖然這兩(liang) 種生物代謝係統可能“擁有看似相同的蛋白質結構，但從(cong) 進化角度而言，它們(men) 多數是獨一無二的。”這意味著生物細胞在進化曆史上對於(yu) 電能采集分配問題的策略是相同的，它們(men) 是通過什麽(me) 物質來解決(jue) 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物質，遍布世界各地。眾(zhong) 所周知，所有已知細胞都是使用電化學漸變實現生物功能，但大多數細胞內(nei) 部並不直接接觸電流，相反，它們(men) 將電能輸送到一個(ge) 移動中間體(ti) ——ATP，其原理與(yu) 無線技術十分相似。在這種“無線傳(chuan) 輸機製”下，細胞內(nei) 部過程，例如：主動轉運、聚合作用，遠離代謝機製的區域。細胞使用擴散性ATP提供必要的刺激，而不是依靠神經線路，正如我們(men) 所知道的情況，ATP是生命的基礎貨幣，就像人類貨幣可以在社會(hui) 中普遍交換一樣，ATP也可以很容易地在細胞內(nei) 交換。

　　ATP是一種高能彈簧分子，它比任何物質都想要分裂，這種爆炸能力被蛋白質用於(yu) 執行機械過程，ATP像電子傳(chuan) 遞鏈一樣，已進化了很多次。這種進化趨同性的強大本質暗示我們(men) 會(hui) 在地外生命中發現ATO或者類似的中間體(ti) 物質。

　　活細胞以這種方式進化，因為(wei) 這是唯一可能發生的方式。

　　接下來的問題是，我們(men) 在地球上觀察到的模式——電子傳(chuan) 遞鏈及其ATP產(chan) 生過程中的作用，是所有生命的基礎，還是我們(men) 所知生命的基礎。在地球上找到實時進化的替代係統是很困難的，因為(wei) 原始細胞即使是生長最慢的競爭(zheng) 者，也會(hui) 在38億(yi) 年的進化過程中勝出。也許在我們(men) 的深層生物圈中，生命先驅物種數量豐(feng) 富，但是捕食行為(wei) 阻止了它們(men) 的發展。在火星低能量深度進行探索，這裏潛在的生物活動較慢，可能會(hui) 發現古老的生命結構，填補我們(men) 對這兩(liang) 顆行星上最早生命形式的認知空缺。

　　探索火星表麵之下的生命起源並不是什麽(me) 新想法，20世紀博學家托馬斯·古爾德曾預測稱，地下深層生物圈真實存在。該預測比實際發現地下生物圈早10年，他還認為(wei) ，在星球表麵深處，由化學物質提供能量的生命形式……可能在宇宙中非常普遍。最新實驗模型表明，僅(jin) 在銀河係就存在大約60億(yi) 顆類地行星，暗示維持地球早期生命的低壓化學物質可能遍布整個(ge) 宇宙。古爾德的理論觀點可適用於(yu) 火星等多顆天體(ti) 的地下環境探索。

　　古爾德提出的另一個(ge) 建議是：我們(men) 對生命的定義(yi) 可能受到我們(men) 經曆的限製。他認為(wei) ，在已知地下深層生物圈通常是一個(ge) 很大的區域，對於(yu) 我們(men) 所知道的細菌生命而言，這裏太熱了，但它仍然能夠支持其他可以調節這些能量反應的化學處理係統。換句話講，可能會(hui) 有其他範式擴展我們(men) 對生命本身的理解。

　　其他科學家也有同樣的想法，雖然正如我們(men) 所知的那樣，生命是由電能驅動，但是任何能量梯度都可能成為(wei) 火星燃料。羅維謹慎推測稱，生命碰巧是通過氧化還原反應產(chan) 生的，所以人們(men) 在尋找其他行星上的生命時會(hui) 尋找它們(men) ，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，似乎大多數研究人員將賭注押在火星上，認為(wei) 這顆紅色星球很可能存在生命跡象。澳大利亞(ya) 昆士蘭(lan) 科技大學研究員大衛·弗蘭(lan) 尼瑞在接受電話采訪時表示，我們(men) 現在知道深層生物圈的範圍很廣，因此，如果過去火星上曾存在生命的話，我們(men) 有理由假設火星上也曾存在類似的生物圈。在地球上，生物很可能是從(cong) 地下深處向地表進化，未來我們(men) 的火星探測車將鑽入火星地殼，揭曉潛在的第二棵生命之樹根源。（葉傾(qing) 城）

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