首次在地球外確認(rèn)生命之源存在?日媒解讀:史無前例的氨基酸

2022-06-13 09:20:04

“外星人帶我去星際旅行吧!”

“母星什么時候派飛船接我回家?”

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本周三,在微博熱搜“首次在地球外確認(rèn)生命之源存在”話題引導(dǎo)下,網(wǎng)友們放飛自我,暢想了一番有外星生物參與的生活。不過,好事總是一波三折的,這次也不例外。事實證明,大家很可能白興奮了一場——“首次在地球外確認(rèn)生命之源存在”的說法本質(zhì)是對小行星探測器“隼鳥2號”最新研究進(jìn)展的誤讀。

6月8日,“首次在地球外確認(rèn)生命之源存在”熱搜顯示“爆”。

既非“首次”,也不確定是“生命之源”

一切源于日媒的一則報道:

6月6日,日本文部科學(xué)省稱,科學(xué)家在小行星探測器“隼鳥2號”采集的樣本中檢測到20多種氨基酸。

氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分,形成生命不可或缺的有機(jī)分子。日媒共同社轉(zhuǎn)述了橫濱國立大學(xué)天體生物學(xué)名譽(yù)教授Kensei Kobayashi的解讀,寫道:在外星上發(fā)現(xiàn)多種氨基酸是史無前例的,這甚至可能暗示了地球以外存在生命。

2010年,“隼鳥2號”通過經(jīng)費申請時,日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)就為它設(shè)置了一個頗高的目標(biāo):“幫助科學(xué)家解開太陽系起源和生命起源的奧秘”。為此,它選擇了一顆距離地球3億多公里的行星龍宮星作為樣本收集對象,又在距離小行星500米時釋放撞擊物,以造成深達(dá)1米的隕石坑,保證收集到的外太空地下物質(zhì)樣本受到的太陽輻射或宇宙射線風(fēng)化的影響最小。

2019年11月,“隼鳥2號”完成測量和取樣的工作后,攜帶超過5.4克的小行星物質(zhì)離開龍宮星,花費了一年多時間,才抵達(dá)地球。其項目主管表示:“裝有樣品的太空艙狀態(tài)非常完好”。2021年,JAXA和日本研究機(jī)構(gòu)啟動了對該樣本的全面調(diào)查研究,并將部分研究成果公布于幾天前,開始引起廣泛討論。

它的突破點其實主要有兩個,一是檢測到的氨基酸數(shù)量達(dá)到“史無前例”的20多種(地球生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸一共也就22種),二是檢測到氨基酸的樣本來源于行星地表之下,也是人類首次獲得的小行星地下物質(zhì),“證明氨基酸存在于小行星的地下,增加了這些化合物從太空到達(dá)地球的可能”。

但當(dāng)消息傳回國內(nèi),“史無前例”前的“多種”莫名消失了,外星發(fā)現(xiàn)氨基酸的時間被強(qiáng)行后移了十幾年。

事實上,早在NASA的星塵號探測器于2004年飛掠懷爾德2號彗星時采集的塵埃顆粒樣本中,科學(xué)家就曾發(fā)現(xiàn)氨基酸。為了排除這些樣品在分析過程中受到地面污染的可能,研究員們花費數(shù)年時間,最終確定樣本中僅有約十億分之一克的甘氨酸(一種結(jié)構(gòu)最為簡單的氨基酸)是來源于太空。2009年,《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站發(fā)布了這一研究成果。

此后,彗星氣體、金星大氣等地外環(huán)境中也先后探測到了氨基酸的存在;2020年,人們甚至在隕石中發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì),這種氨基酸組成的更為復(fù)雜的有機(jī)物——所謂的“生命之源”氨基酸簡直在宇宙里滿大街溜達(dá)。

另一方面,“隼鳥2號”上的研究在中國網(wǎng)絡(luò)臺掀起波瀾,部分也是因為一些解讀的暗示:氨基酸是“生命之源”,只要在外太空發(fā)現(xiàn)它,就基本等同于存在地外生命——可是截至目前,“氨基酸”和“生命之源”還無法劃等號。

氨基酸是“生命之源”,主要來源于“化學(xué)進(jìn)化論”的某些論點。“化學(xué)進(jìn)化論”是試圖解釋生命起源的主流假說之一,它認(rèn)為:在地球表面自然環(huán)境中,非生命物質(zhì)通過化學(xué)作用可以產(chǎn)生出多種有機(jī)物和生物分子,從而產(chǎn)生生命體,其大致路線為:無機(jī)小分子→有機(jī)小分子→有機(jī)大分子→多分子體系→原始生命。其中,作為蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成,氨基酸被視為生命誕生之路上的關(guān)鍵。

1953年,芝加哥大學(xué)的史丹利·米勒與哈羅德·尤里做了一個關(guān)于生命起源的經(jīng)典實驗。他們在實驗中發(fā)現(xiàn),在閃電作用下,常溫狀態(tài)下的原始地球還原大氣中,無機(jī)分子可以合成有機(jī)小分子,特別是氨基酸,從而為“化學(xué)進(jìn)化論”提供了力證。此后,科學(xué)家又實驗合成了許多其他的生物有機(jī)分子,甚至人工合成了形成生命最重要的胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。

米勒-尤里實驗圖解,右下燒瓶模擬海洋環(huán)境,左上燒瓶則模擬閃電。圖源:維基百科

人們由此備受鼓舞,甚至認(rèn)為,生命起源之謎已被破解。然而,如果細(xì)想,這一切其實都基于一個理所當(dāng)然的想象,即只要有了氨基酸這個蛋白質(zhì)的基本單元,從氨基酸到蛋白質(zhì),從蛋白質(zhì)到細(xì)胞,從細(xì)胞到器官,再到一個完整的生命體的過程,就是自然而然的事情了。然而事實的真相是,其中的轉(zhuǎn)化過程對我們而言大部分依然是黑箱狀態(tài)。

除此之外,“化學(xué)進(jìn)化論”也不是唯一的生命起源假說,“宇宙胚種說”也是生命起源的主流假說之一。“宇宙胚種說”認(rèn)為:各種形態(tài)的微生物存在于全宇宙,并借著流星、小行星與彗星散播、繁衍,地球的“生命之源”就可能來自40億年前墜入海洋的一顆或數(shù)顆彗星。

幾十年,現(xiàn)代天體物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)為“宇宙胚種說”提供了諸多依據(jù)。截至目前,在隕石、彗星和星際塵埃中,已經(jīng)測出的“天外”有機(jī)分子達(dá)百種,包括氨基酸、萜類、乙醇、嘌呤、嘧啶等等,它們很可能隨隕石和彗星來到地球,播種生命之源。

另外,“鐵硫世界假說”(認(rèn)為生命在熱液口的黑囪壁里產(chǎn)生,先是發(fā)生“Fe-S世界”里的化學(xué)變化,后來才有生命的變化)、“礦物晶體起源”假說(生命并不是來源于有機(jī)分子,而是來源于簡單的礦物晶體)等假說也不乏擁躉,甚至有人支持“硅基”假說,這種假說認(rèn)為外星生物可能生存在完全不同于生物的環(huán)境中,因此無法以碳基世界的準(zhǔn)則去衡量。

尋找地外文明

當(dāng)然,“首次在地球外確認(rèn)生命之源存在”成功“騙”過素有“火眼金睛”之稱的大批網(wǎng)友,主要原因還在于,人們對地球之外存在生命這件事一直興趣超高。

上個月,美國國會50多年來首次就不明飛行物公開聽證,就霸占了不少新聞頭條。即便最終根據(jù)海軍部情報局副局長斯科特·布雷的說法,美國國防部沒有發(fā)現(xiàn)“可能表明這些現(xiàn)象背后有任何非地球起源的東西”,也依然引發(fā)了關(guān)于UFO的新一輪爭論。

而且,普通人對外星人感興趣,科學(xué)家比普通人對外星人更感興趣,甚至普遍相信外星人的存在。“在浩瀚的宇宙中,我們并不孤單”,這句愛因斯坦的名言,亦可視為科學(xué)界對于地外文明的大致態(tài)度。

如此的姿態(tài)背后自有理論支撐:目前的天文體系中,像太陽系這樣的恒星系統(tǒng),僅僅在銀河系中,就有1000億~2000億個,而整個宇宙,像銀河系這樣的星系又大概有2000億個。在2000億乘以2000億這樣的天文數(shù)字面前,在乎無垠的宇宙中,必然存在或存在過外星智慧生物,且其種類和數(shù)量都應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎我們的想象。

1960年代,美國天文學(xué)家法蘭克·德雷克甚至提出了一條用來推測“可能與我們接觸的銀河系內(nèi)外星球高智文明的數(shù)量”的公式,即“德雷克方程”,即“N=Ng x Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL”(德雷克方程有2個公式,此處僅舉一例),即“銀河系內(nèi)可能與我們通訊的文明數(shù)量=銀河系內(nèi)恒星數(shù)目×恒星有行星的比例×每個行星系中類地行星數(shù)目×有生命進(jìn)化可居住行星比例×演化出高智生物的概率×高智生命能夠進(jìn)行通訊的概率×科技文明持續(xù)時間在行星生命周期中占的比例”。

德雷克方程本身并不追求精確,它的意義在于總結(jié)了影響從外星探測無線電通信的諸多可能因素,為其提供理論參考以及科學(xué)分析的基礎(chǔ)。不過,因為變量大都是推測所得,導(dǎo)致最終結(jié)果不確定值太高,德雷克方程依然招致了不少質(zhì)疑。

上世紀(jì)70年代末,天文學(xué)家杰瑞·艾曼在查看記錄數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn),俄亥俄州立大學(xué)射電天文望遠(yuǎn)鏡1977年8月15號接到的一個來自射手座的信號非常奇怪。這個信號的強(qiáng)度比普通的信號要強(qiáng)30倍,整個過程持續(xù)了72秒,最終在信號紙帶上留下了一串字符“6EQUJ5”。在稀疏隨意的羅馬數(shù)字中,這段排列有序且緊致的字符顯得非常突兀。

伊曼嘗試用通俗現(xiàn)象來解釋這個現(xiàn)象,但在遍尋了飛機(jī)、流星、陸地信號反射、太空氣體以及作為間隔源頭的蝙蝠電話信號后,都失敗了,唯一不能排除的信號源是外太空智慧。此后數(shù)年,伊曼以及其他天文學(xué)家不斷地搜尋這個信號,卻再也沒有找到過。“6EQUJ5”宛如外太空智慧生物制造的一個美麗意外。

回顧這些年人類尋找外星生命的努力,最著名的無疑是四十多年前美國發(fā)射的旅行者一號(Voyager1)、旅行者二號(Voyager2)。按照速度推算,這兩個人造飛行器已飛出了太陽系的邊緣,正向著宇宙深處駛?cè)?。人們期待,終有一日,能有其他文明接收到金唱片釋放的地球文明的善意與邀請:“各位都好吧?我們都很想念你們,有空請到這來玩。”

不過至今為止,旅行者沒有傳回任何有關(guān)外星文明的信息,且據(jù)推測,再過三年左右,飛船的通信系統(tǒng)將因能源不足停止工作。

不過,所有的挫折與失敗,并沒有從根本上損害科學(xué)家們尋找到地外文明的信心,正如八年前,美國天文學(xué)家,尋找地外生命計劃(SETI)的委員會主席塞斯肖斯塔克聲稱的那樣:“未來的二十年,我們有信心尋找到外星智慧文明存在的證據(jù)”,當(dāng)然,前提是“預(yù)算充足”。

參考資料:

馮偉民《生命起源揭秘》

科學(xué)聲音《尋秘自然》

https://english.kyodonews.net/news/2022/06/9a7dbced6c3a-amino-acids-found-in-asteroid-samples-collected-by-hayabusa2-probe.html

https://www.youtube.com/watch?v=ND2_aXYZbB0

標(biāo)簽: 生命之源 史無前例的氨基酸 進(jìn)展的誤讀 熱搜顯示

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