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?為了調查清楚地球和火星生命的起源,來自美國麻省理工學院、哈佛大學和麻省總醫(yī)院的一支研究小組,希望美國航空航天局下一代火星探測器采用DNA序列微芯片分析土壤和冰晶樣本,進而揭示火星表面基因物質的起源之謎。
發(fā)現遠古生命跡象已成為“好奇號”后繼探測器的首要任務之一。美國航空航天局新一代火星探測器將于2020年發(fā)射,旨在搜尋現有或者近期死亡的生命形式(這里所指的“近期”至多是100萬年前)。
該項研究報告首席作者、麻省理工學院的克里斯托弗·卡爾稱,如果火星生命基于RNA和DNA分子結構,那么人類或許并非太陽系內唯一的智慧生命。更多的DNA序列需要進一步研究,它們或許是任何地球生命的“遠親”。
最新一項研究假設地球和火星上的生命共享基因祖先,在40億~35億年前的“后重轟炸時期”,太陽系內發(fā)生大量的隕星碰撞事件。大約10億噸的小行星穿過地球和火星之間的太空區(qū)域,可能導致這兩顆行星交叉性污染。
卡爾說:“一些太空巖石轉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太熱,它們能夠很快地運送生命體,因此不會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,最終抵達其他行星。隨之產生的問題是,如果生命存在于火星,并且與地球生命相關,我們應當如何探測,并發(fā)現它們?”
為了尋求這種類型的生命形式,研究小組希望在2020年美國航空航天局新一代火星探測器上裝配能夠排序分析RNA和DNA的設備??栒f:“像這樣的生命指示器僅能夠探測當前或者近期死亡的生命體,因為核酸不會長時間附著,人們可探測到的最古老核酸不會超過100萬年?!?/p>
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。該研究小組測試了帶有130萬個微孔的排序微型芯片,確保每個芯片上包含著單個有孔小珠,放大其DNA部分可產生基因序列。研究人員將微型芯片和排序試劑放置在火星輻射等級環(huán)境下,分析大腸桿菌DNA。
卡爾說:“太空輻射的主要成分是質子,人們還將承受來自太陽的大量質子輻射。我們在美國航空航天局布魯克海文國家實驗室測試這種芯片。如果結果顯示該芯片能夠在2年以上的火星探索任務中幸存,便意味著像這樣的微芯片能夠勝任火星任務,并有一年半的時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)現仍能夠分析和識別這種細菌的基因序列。美國航空航天局艾姆斯研究中心太空科學部的行星科學家查爾斯·麥克凱伊稱,一種輻射免疫DNA序列芯片對于未來探索火星和其他宇宙天體是至關重要的,它能夠探測和排序DNA,其中包括探測任務中的任何生命形式。它還具有較高的靈敏性,對于生物分子十分重要。