生命起源的祕密,火星可能會給我們答案

你們知道嗎,有時最重要的信息會通過最細微的事物傳達。在接下來15分鐘裡,我將很確定的告訴你們微生物可以從很大程度上解釋這樣的問題。

比如,“我們是獨一無二的生命嗎?”微生物能告訴我們的還有很多,不僅是關於我們太陽系以內的生物,可能還包括以外的,這就是為什麼我正在地球上最惡劣的環境中尋找它們的蹤跡,那些極端的環境會把微生物推向生存危機的邊緣。有時候試圖追蹤得太緊,連我自己也會面臨生命危險。然而重點是:我們是太陽系裡唯一的高級文明物種,但這並不意味著附近沒有微生物生命。事實上,大家看到的這些行星和衛星我們確信都可能孕育著生命,而且可能性還很高。如果我們能夠在這些行星和衛星上找到生命,那麼我們就能回答這樣的問題。

比如,在太陽系裡我們是唯一生物嗎?我們是從哪裡來的呢?我們的鄰居中有我們的同類嗎?太陽系以外有沒有生命呢?

生命起源的秘密,火星可能會給我們答案

(太陽系)

我們之所以能夠提出這些問題是因為我們對於“可居住星球”的理解有了革命性的發展,“適居行星”如今的定義是一個具有可儲存穩定狀態水地域的行星,但是對我來說,這是可居住性的橫向定義,因為這可以涉及到另一個星球。其實可居住性還有另一個維度的定義——一個縱向的維度。把它想成某個行星次地表的環境,在那裡你離恆星很遠,但你仍舊有水、能量、營養,對於其中一些生物來說,這意味著食物和保護。當我們再觀察地球,在遠離陽光的深海里,你會找到欣欣向榮的生命,它們的生命過程只涉及到化學反應。因此當你這樣考慮,所有的圍牆都坍塌了,你基本上不受任何限制了。

如果你有看新聞頭條,你就會了解到我們在木衛二、木衛三、土衛二和土衛六上發現了冰下海洋,現在我們又在土衛二上發現了間歇泉和溫泉。我們的太陽系正在變成一個巨大的溫泉浴場。去泡過溫泉的人應該知道里邊能有多少微生物,對吧?(笑聲)在這個前提下,再來想想火星。現在的火星表面不可能有生命,但地下仍可能潛藏著生命。我們不僅在進一步理解宜居性,我們也在進一步瞭解地球上有哪些生命的印記。

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(土衛六:泰坦)

我們有所謂的"有機分子"。這些是生命大廈的建築材料,我們有化石,還有礦物質、生物礦物質。生物礦物質是由細菌和岩石發生反應所產生的,當然,我們還有大氣中的氣體。看看幻燈片右邊那些微小的綠藻,它們是十億年前往地球大氣中輸送氧氣的生物的直系後裔。

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當時它們製造的氧氣,毒害了地球表面百分之九十的生命,但卻造就了現如今我們呼吸的空氣。但是隨著我們對所有這些事情的認知不斷增長,我們仍然有一個問題無法回答,那就是:我們是從哪裡來的?事實上,情況正在變糟,因為我們永遠無法找到實物證據證明我們起源於這個星球上的何處,原因是四十億年前的所有事物都不在了。所有記錄都消失了,被板塊運動和侵蝕抹得一乾二淨。我把這個稱為“地球的生物視野”。超出了這個視界範圍,我們看不到我們的起源。那麼是否所有證據都丟失了呢?

也許並沒有。我們也許會在最不可能的地方找到我們的起源,這個地方就是火星。

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(火星)

這是如何做到的呢? 我們知道,太陽系剛誕生的時候,火星和地球被巨大的小行星和彗星撞擊過,這些強力撞擊形成的噴出物到處都是。地球和火星曾經很長一段時間一直向對方丟岩石。一片片岩石落到地球上。一片片地球碎片落在火星上。很明顯,這兩個行星有可能是由同種物質孕育形成的。所以是的,有可能老祖宗正坐在火星表面等著我們呢。但這也意味著,我們可以在火星上試試尋找人類起源的蛛絲馬跡,火星有可能為我們保存了這個秘密。這就是為什麼火星對我們如此重要。但是尋找的前提是:火星在曾經條件適宜的時候必須具備可居住性。那麼,火星曾經具有宜居性嗎?

如今,一系列的研究行動正告訴著我們同一個答案。當地球上出現生命的時候,火星確實有過海、火山、湖泊,還擁有過圖中那樣的美麗三角洲。這張照片是僅僅幾周前由好奇號發送回來的。照片顯示一個三角洲的殘骸,而且告訴我們:水資源曾經很豐富,並且很長一段時間在地表保持噴湧狀態。

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這對於生命是個好消息。因為生命化學要用很長時間才能真正發生。所以這是非常好的消息,但是這是否表示如果我們去火星,就能輕鬆找到生命呢?並不見得。

事情是這樣的:當生命在地球表面爆發時,火星上的一切是背道而馳的,真的是完全相反。大氣被太陽風一揭而散,火星失去了它的磁層,接著宇宙射線和紫外線衝擊了地表,然後水資源逃離到了空間中和地層下。

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(地球上的極光)

所以如果我們想要了解,想要在火星表面找到那些生命印記的蛛絲馬跡,如果它們在那裡的話,我們需要了解這每一個事件對於火星保存的記錄有過怎樣的影響。只有這樣我們才能知道那些生命的印記藏在哪裡了,只有到那時我們才能將火星車發送到正確的地點,在那裡提取那些可能蘊含重要信息的岩石,並藉此解開關於我們是誰的秘密。再者,或許它能告訴我們在某個地方,生命曾在另一個星球上獨立地出現過。那麼為了做到這件事,其實很簡單。你只需要回到35億年前的一個行星。我們只需要一個“時光機”,很簡單,對吧?事實上的確很簡單。看看你的周圍——地球。這就是我們的“時光機”!地質學家正在利用這個“時光機”返回我們星球的過去。我所使用的方式稍有不同。我用地球去到非常極端的環境,過去在氣候變化的時候那裡的環境條件和火星上的非常相似,在那裡,我正試圖理解曾經發生過什麼。有什麼生命的印記?留下了什麼?我們要如何找到它?那麼現在暫且由我帶領你們和我一起進行一次時光機旅行。

現在大家看到的是,我們在4500米的安第斯山脈上,但事實上我們處在地球和火星形成後不到十億年的時間。

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地球和火星應該看起來差不多就是這個樣子:到處都是火山,到處都是熱氣騰騰的湖泊,礦物質,溫泉,你們看到那些湖邊的土丘了嗎?那些是由首個微生物的後代建造的,它們給了我們地球上的第一枚化石。但是如果我們要了解正在發生什麼,我們需要前進得更遠一些。和火星三十五億年前很像的一點是,那些地方的氣候正迅速變化,水和冰正在消融。但是我們需要回到火星上一切都已變遷的時候,為此,我們需要向更高處前進。為什麼呢?因為當你到了更高處,大氣會變得更稀薄,更不穩定,溫度會降得更低,你會得到更多的紫外線輻射。基本上,你會更接近火星上一切都改變時的環境條件。我沒有保證這次“時光旅行”會是一個安逸的旅行。在這個時光機裡,你不會光坐著。你要把1000磅的設備拖到安第斯山脈上20000英尺高的火山山頂。差不多有6000米。而且你要在42度的斜坡上睡覺,並且希望那晚不要發生任何地震。當我們到達峰頂時,我們就找到了我們此行想要尋找的湖泊。

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在這個高度上,這一湖泊正經歷著跟三十五億年前火星上一模一樣的環境條件。現在我們要改變路線,開始一段湖內的旅程,為此,我們要脫掉登山用具,穿上潛水服,然後就下水吧。當我們進入湖中的時候,就在我們踏入湖裡的那一刻,我們正在返回到三十五億年前的另一個星球上,接著我們就要找到我們此行要找的答案。到處都是生命,完完全全到處都是。你們在這個照片裡看到的一切都是活生生的微生物。也許這個潛水員並不是,但所有其他都是。

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但這個照片很有欺騙性。生命在那些湖泊裡十分豐富,但是正如現在地球上很多地方,由於氣候變化生物多樣性遭受了巨大損失。在我們帶回去的那些樣本里,那些湖裡36%的細菌都是由三種物種組成的,並且它們是迄今為止存活下來的僅有的物種。這是另一個湖,就在第一個的旁邊。大家所看到的這個紅色並不是由礦物質產生的,而是由裡面的某種微小藻類而產生。在這個區域,紫外線放射非常嚴重。地球上的任何地方,紫外線指數達到11都意味著極端數值。在那裡的紫外線風暴中,紫外線指數達到了43!防曬指數30在那裡起不到任何作用,並且那些湖泊裡的水清澈到水藻完全沒有地方藏身,所以它們形成了自己的防曬層,也就是你所看到的這個紅色。但它們只能適應到這個程度,當所有的水都從地表消失了之後,微生物就只能通過一種途徑繼續生存下去——到地下去。

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你們在圖上裡看到的這些岩石,其實那些微生物正生活在這岩石裡,而且它們正利用著岩石的半透明性對它們的保護來合理的利用紫外線,並摒棄紫外線可能會破壞它們DNA的部分。

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這就是為什麼我們訓練火星車在這些地方探索火星生命。如果三十五億年前火星上曾經有生命,它們必然要用同樣的方法來保護自己。現在,非常明顯地,去極端環境可以很大程度上幫助我們進行火星的探測和任務準備。到目前為止,這幫助我們瞭解了火星的地質情況。幫助我們瞭解到火星過去的氣候和氣候變遷,也幫助我們瞭解了火星的宜居性潛能。

我們的一個火星探測車發現了有機物的痕跡。是的,火星地表有有機物。它還發現了甲烷的印記,我們還不知道那裡的甲烷是在地質過程中生成的還是通過生物過程產生的。不論如何,我們知道因為這個發現,現如今火星上還有生命存在的假設仍然是有望能被證實。所以現在,我想我已經讓你們相信了火星對我們有很特殊的意義,但是把火星看成太陽系中唯一可能找到潛在微生物生命的地方是一個錯誤的想法。原因是雖然火星和地球在生命樹上可能擁有相同的根基,但是談到火星以外的星球,就並不是那麼簡單了。天體力學上星球間物質的交換並非那樣容易,所以如果我們能在那些星球上找到生命,那裡的生命將和我們不同。它們會是不同種類的生命。但是到最後,也有可能就只有我們,或者只有我們和火星,或者也可能太陽系裡有很多生命樹。

我還不知道答案,但是我能告訴大家的是:不論答案如何,不論那個神奇的數字是幾,這將會給我們帶來一個標準,我們將可以利用這個標準衡量我們太陽系以外的生命的潛能、豐富性和多樣性。這是可以在我們這一代實現的。這可以成為我們的遺贈,但前提是我們敢於探索。現在,最後,如果有人告訴你尋找外星微生物不是那麼酷,因為你不能和它們進行一場有意義的對話。我來告訴你,為什麼你能以及如何能告訴他們,這是錯的。有機物質會告訴你有關環境,複雜度以及多樣性的信息。DNA,或者任何其他信息載體,會告訴你有關適應性,進化,生存,行星變遷,以及信息傳遞的內容。所有的加在一起,它們能告訴我們什麼是微生物途徑的開端,以及為什麼有時候一些微生物途徑的開端會最終形成一個文明,另一些時候則會最終走到盡頭。

看看太陽系,再看看地球。地球上有很多智慧的物種,但只有一個物種實現了科技發展。就在我們自己太陽系的旅程裡,有一個非常、非常強有力的信息:這就是我們應當如何尋找外星生命,無論生命大小。微生物在敘述,我們在聆聽,並且它們正把我們帶領到一個個行星,一個個衛星,帶到它們外面的那些大哥哥那裡。它們在告訴我們多樣性的信息,它們在告訴我們生命的豐富性,它們在告訴我們生命是如何存活至今來取得文明、智能、科技,甚至是哲學!

作者:TED

FY: Yan Peng

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