ALH84001

确实泄漏进去的辐射就会改变云中的多环芳烃和其他物质。对星际云的红外线和射电望远镜观测已经检测到了多环芳烃，还有脂肪酸、单糖和少量的甘氨酸，以及其他超过100种分子，包括水、一氧化碳、氨、甲醛和氰化氢。这些星际云从未被直接采样过——它们太遥远了——因此为了证实这些云中正在发生哪些化学反应，一个由NASA艾姆斯研究中心的马克斯·伯恩斯坦（Max Bernstein）和斯科特·桑德福特（Scott Sandford）领导的研究小组设计了一些实验，来模拟星际云中的环境。在一项实验中，多环芳烃和水的混合物被气化后凝结在盐上，然后再用紫外辐射轰击它们。这使得研究者们可以观测基本的多环芳烃结构是如何转化为醌的。对水、氨、氰化氢和甲醇（甲醛的前身化合物）的冰冻混合物进行照射，结果产生了甘氨酸，丙氨酸和丝氨酸——这是活体组织中含量最丰富的三种氨基酸。科学家们已经产生出原始的有机细胞状结构，即泡囊（vesicles）因为紫外线并不是太空中唯一的辐射，研究者们还使用了一台范德格拉夫起电机（Van de Graaff generator），利用百万电子伏特（MeV），即与宇宙射线能量相当的质子来轰击多环芳烃。这种轰击对多环芳烃生产的结果与紫外线轰击相似，但又不完全一致。高能质子轰击对氨基酸的作用仍在研究之中。这些实验暗示，在致密星际云的低温低压环境下，紫外线和其他形式的辐射为打破化学键提供了能量。因为原子仍然处于冰封之中，这些分子不会四下飞散，而是会重新组合成更复杂的结构。在另一项由詹森·德沃金（Jason Dworkin）领导的实验中，由水、甲醇、氨和一氧化碳构成的冰冻混合物受到了紫外辐射的照射。这些化合物产生的有机物质在溶解到水中时，形成了泡泡。这些泡泡与细胞膜类似，自我封闭，将生命的化学物质集中起来，将它与外部世界分隔开来。这项实验中产生的泡泡介于10到40微米之间，大约与红血球一样大小。令人吃惊的是，这些泡泡在受到紫外光照射时，会发出荧光。像这样吸收紫外光，并且将其转化为可见光的过程，可以为一个原胞（Primitive cell）提供能量。如果这样的泡泡在生命起源中起到了一些作用，那么这种荧光就是光合作用的前身了。荧光性还可以起到遮光剂的作用，减弱紫外光线在其他条件下可能会造成的任何伤害。这样的保护作用对于早期地球上的生命来说，可能是生死攸关的，因为遮挡太阳强破坏性紫外线的臭氧层当时还没有形成。臭氧层是直到发生光合作用的生命产生氧气之后才出现。从星际云到生命种子太空中密集的分子云最终会引力坍缩形成新的恒星。一些残留下来的尘埃后来会聚集成团，形成小行星和彗星，其中一些小行星聚集在一起形成了大行星的核心。在我们的行星上，生命就从这些基本物质之中产生了出来。建造活细胞所必需的大分子是： * 蛋白质* 糖类* 脂类* 核酸莫其森陨石，1969年9月28日陨落在澳大利亚的莫其森市附近。陨石中包含有矿物质、水和复杂的有机分子，比如氨基酸。Credit: NASA 陨石已被发现包含有氨基酸（蛋白质的原料）、糖、脂肪酸（脂类的原料）和核酸基。比如，莫其森陨石（Murchison meteorite）就包含了脂肪酸链、多种糖类，所有五种核酸基，以及超过70种不同的氨基酸（生命使用了20种氨基酸，莫其森陨石只包含了其中的6种）。由于类似的碳质陨石成份通常都是一致的，它们被认为是原始尘埃云的代表，太阳和太阳系就是在这片尘埃云中诞生的。因此，看起来生命所需的几乎每一样东西在一开始就已经存在了，然后陨石和彗星将这些物质源源不断地带到大行星上。如果这是真的，如果遍布银河系的分子尘埃云的化学成份都大致类似，那么生命的要素就应该是普遍存在的。这些生命要素的非生物产物的缺点是，它们没有一种可以被当做“生命标识”，用来指示特定环境中是否存在着生命。马克思·伯恩斯坦以阿伦山陨石84001号（ALH84001)做为例子，来说明这种生物标识是无法提供生命证据的。1996年，NASA约翰逊太空中心的戴夫·马凯（Dave McKay）及其同事宣布，这块火星陨石中存在4种可能的生命标识。ALH84001拥有包含多芳环烃的碳球、一种使人联想起生物化学过程的矿物、像是由细菌形成的磁铁矿结晶、以及类似细菌形状的结构。尽管其中每一种都不会被认为是生命存在的证据，但四项合在一起似乎就比较有说服力了。在马凯的结果公布之后，后续的研究发现，每一项所谓的生命标识都可以通过非生命的途径产生。因此大部分科学家现在倾向于相信，这块陨石中并不含有外星生物的化石。他们的结果一经公布，立刻受到了众人的“围攻”，但这就是科学研究的方式，伯恩斯坦说。如果他们能够像反驳马凯论文的那些家伙们一样小心谨慎的话，他们在寻找火星或木卫二上的生命标识这个问题上出错的可能性就会大大降低。巴恩斯坦说，通过模拟其他行星上的条件，科学家们能够指出那里会发生哪些化学和地质学过程。然后，当我们造访一颗行星时，我们就能够看看现实与预言之间有多么接近。如果行星存在着任何我们没有预料会发现的东西，那就可能暗示着生命过程改变了行星的面貌。当一个分子拥有两种互为镜像的形态时，它就拥有了手性。大部分氨基酸分子都是具有手性的（如上图所示）。地球上的蛋白质是由左手型的氨基酸组成的，使得一条氨基酸链可以精细地折叠成一个紧凑的蛋白质。而科学家们从无手性的物质中合成的氨基酸则是“消旋”混合特，即其中的左手型和右手型各占了一半。 Credit: Bernhard Rupp “你在火星或木卫二上找到的物质都是被[小行星或彗星]输送上去的，”巴恩斯坦说。“此外，你还会找到在随后的任何环境中形成的任何东西。因此（为了寻找生命），你就必需审视那里存在着的分子，并且留意那里过去可能已经发生过的化学过程。” 巴恩斯坦认为，手性，即分子的“旋向性”，也许是另一个世界中的生命标识。生物分子通常都有两种形态，尽管化学上是一样的，但却拥有相反的形状：一种是“左手型”，另一种则是它的镜象——“右手型”。分子的旋向性是由原子组合的方式决定的。尽管自然界中的旋向性是均匀分布的，但地球上的大部分生物系统都拥有左手型的氨基酸和右手型的糖类。如果其他行星上的分子显示了不同的旋向性，伯恩斯坦说，这就可能是外星生命存在的迹象。 “如果你前往火星或木卫二，你发现了与我们一样的偏向性，糖类和氨基酸都与我们的手性一样，那么人们就会简单地猜测，这是[地球上带来的]污染物，”伯恩斯坦说。“但是，如果你看见了偏向右手型的氨基酸，或者如果你看见了偏向左手型的糖——也就是说，与我们不同的形式——那才是真正有说服力的。” 不过，伯恩斯坦指出，陨石中找到的手性特征与地球上的情况一致：它们包含着左手型的氨基酸和右手型的糖类。如果陨石代表了地球生命的模板，那么太阳系中其他地方的生命也许也会拥有同样的手型偏向。因此，还需要一些手性以外的东西才才能做为生命的证据。伯恩斯坦说，发现分子链，“例如一些连接在一起的氨基酸，”也可能是生命的证据，“因为在陨石中，我们总是只看见单个分子。”
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