文 | 《中國科學(xué)報》記者 高雅麗 沈春蕾 趙廣立
近日，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，檢測到了20多種氨基酸。這些樣本來自2020年對小行星“龍宮”的探測。
這一發(fā)現(xiàn)以“首次在地球外確認(rèn)生命之源存在”為話題登上微博熱搜，網(wǎng)友們更是腦洞大開：“外星人來了”“星際之戀代入”……根據(jù)日本橫濱國立大學(xué)天體生物學(xué)名譽(yù)教授小林憲正的觀點(diǎn)，在地球以外天體上發(fā)現(xiàn)多種氨基酸“史無前例”，甚至可能暗示地球以外存在生命。
這次發(fā)現(xiàn)的氨基酸，真的很玄乎？
多位專家回應(yīng)《中國科學(xué)報》時指出，這不是人類首次在地外材料發(fā)現(xiàn)氨基酸，但目前很難用“有無生命”來總結(jié)在地外探索中的新發(fā)現(xiàn)。
不過“隼鳥2號”帶回的樣本，能夠幫助科學(xué)家認(rèn)識早期地球生命起源這一重要科學(xué)問題，幫助我們了解前生命時期的地球可能是什么樣的，以及在沒有生命參與的情況下，第一批蛋白質(zhì)是如何形成的。
并非首次發(fā)現(xiàn)
這次在“龍宮”表面樣本檢測出的氨基酸，是科學(xué)家們首次在地球外發(fā)現(xiàn)的嗎？中科院紫金山天文臺研究員季江徽說：“這肯定不是首次發(fā)現(xiàn)氨基酸。”
在1969年墜落在澳大利亞的默奇森隕石中，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了100多種氨基酸的存在。不過由于隕石可能受到地球污染，地外氨基酸存在的證據(jù)一直不足?？茖W(xué)家在人馬座B2、獵戶座KL和W51都發(fā)現(xiàn)了最簡單的氨基酸——甘氨酸的存在。
2015年，羅塞塔飛船攜帶的菲萊登陸器在丘留莫夫－格拉西緬科彗星上，就曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氮和氨基酸等構(gòu)成生命的關(guān)鍵成分。此前在小行星隕石樣品中，也曾多次發(fā)現(xiàn)氨基酸。
不過值得注意的是，相比于以往研究過的隕石，這類在自然狀態(tài)下的地外天體采集到的樣品十分特殊。而且，這批從“龍宮”的采集樣本來自不受陽光或宇宙射線侵蝕的小行星表層下的物質(zhì)，樣本分析也是在沒有將其暴露于地球空氣中的情況下進(jìn)行的。
氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分。對于地球上最初的氨基酸從何而來，有地球形成和太空形成兩種說法。
一種說法認(rèn)為氨基酸是通過隕石從太空帶來地球，此前在隕石中檢出過氨基酸；但也有說法認(rèn)為，地球原本就有氨基酸，隕石上發(fā)現(xiàn)的氨基酸是隕石落入地球后附著上的。
北京天文館名譽(yù)館長、北京市科學(xué)技術(shù)研究院科學(xué)傳播中心首席科學(xué)家朱進(jìn)表示，地球上無論水、氨基酸等存在，都有可能通過小行星（小型天體）撞擊地球的形式，來到地球表面。“隼鳥二號”的發(fā)現(xiàn)，是對這個觀點(diǎn)的某種支持。
“‘隼鳥二號’在‘龍宮’的樣品中發(fā)現(xiàn)氨基酸，是有一定科學(xué)預(yù)期的。但該發(fā)現(xiàn)可以說是可能在地球外確認(rèn)生命之源存在，但不能說首次。”季江徽說。
氨基酸不等于“有生命”
是否存在生命，氨基酸并不是唯一的評判標(biāo)準(zhǔn)。
在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所開展博士后工作的申建勛指出，氨基酸分為能夠合成生物蛋白質(zhì)和不能合成生物蛋白質(zhì)兩種，只要有氨基（-NH2）和羧酸（-COOH）官能團(tuán)存在的有機(jī)物，廣義上都能稱為氨基酸。
“目前發(fā)現(xiàn)的生物蛋白質(zhì)中的氨基酸是23種擁有左手旋光性和特定支鏈的α-氨基酸，再除去一些蛋白質(zhì)的翻譯后修飾形成的衍生氨基酸外，其他成千上萬種氨基酸并不能為地球生物的蛋白質(zhì)提供組成元件。”申建勛強(qiáng)調(diào)。
根據(jù)報道，這次在“龍宮”發(fā)現(xiàn)的氨基酸中，包括人體必需的異亮氨酸和纈氨酸。不過這兩種氨基酸不能通過人體自主代謝產(chǎn)生，而是需要通過食物攝入。
此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了作為膠原蛋白材料的甘氨酸和作為提鮮成分而廣為人知的谷氨酸，以及多種非蛋白氨基酸。
“地球上已知生命的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)都是由左旋氨基酸作為基本組成元件合成，這種對于左右手性的選擇幾乎只出現(xiàn)在生命體中，自然界或?qū)嶒?yàn)室中通過非生命過程形成的氨基酸通常是‘左旋’和‘右旋’各占一半。如果在地外發(fā)現(xiàn)某一手性的有機(jī)分子顯著高于另一手性的有機(jī)分子，則表示此處很可能進(jìn)行過或正在進(jìn)行較為復(fù)雜且有序的化學(xué)反應(yīng)過程。”申建勛說。
這個現(xiàn)象，如同發(fā)現(xiàn)了磚頭不一定代表那里一定有樓房一樣，檢測到可組成生命的化學(xué)物質(zhì)不代表有生命，也不能推斷多久以后可能會形成生命。
同時，鑒于我們只了解地球上生命的特征，這可能也限制了對于外星生命存在形式的預(yù)判。
申建勛表示，我們很難用有無生命來總結(jié)在地外探索中的新發(fā)現(xiàn)，只能通過化學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜程度來描述這些現(xiàn)象。
一項(xiàng)了不起的研究
太空中的小行星那么多，為什么科學(xué)家會將目光聚焦在“龍宮”上？
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“龍宮”是一顆碳質(zhì)小行星（C型小行星），直徑約900米，由眾多大大小小的石塊由于自身引力聚集在一起而形成。季江徽表示，根據(jù)“隼鳥2號”之前對“龍宮”的觀察，這顆小行星內(nèi)部含有水合礦物的痕跡，或許這是“水”從星際空間被帶到地球的證據(jù)，生命起源也許來自小行星。
“整體來說，這是一項(xiàng)了不起的研究。日本團(tuán)隊通過撞擊在地外采樣，采集小行星表層以下的物質(zhì)，再運(yùn)送回地球，就是為了尋找生命起源的信息，難度非常大。”季江徽說。
申建勛指出，較高的地外天體氨基酸多樣性和可能的星際傳輸途徑對于天體生物學(xué)界確實(shí)是一件令人興奮的事，這表明與地球很類似的火星也很可能在地表以下存在較多元的有機(jī)分子。因此，此次“龍宮”的發(fā)現(xiàn)更加激發(fā)了科學(xué)家對火星生命信號探測的動力和使命感。
我國小行星探測正在加速
小行星探測，一直是熱門的研究方向。除了日本的“隼鳥2號”，2023年，美國探測器奧西里斯-REx將從小行星“貝努”采集樣本并送回地球。
中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋在接受媒體采訪時表示，天問二號小行星探測器已經(jīng)進(jìn)入初樣研制階段，預(yù)計會在2025年發(fā)射，將實(shí)現(xiàn)首次從地球“準(zhǔn)衛(wèi)星”取回樣品。
參考文獻(xiàn)：
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標(biāo)簽： 生命之源
