你有没有想过,地球上的生命是怎么来的?是像孙悟空一样从石头缝里蹦出来的,还是女娲娘娘捏泥人捏出来的?当然,这些都是神话故事啦。科学家一直在努力寻找更靠谱的答案。最近,一项新的研究,就像一颗深水炸弹,把我们对生命起源的认知都给“炸”开了花!
科学家一直试图找到地球上所有生物的“老祖宗”,我们管它叫 “最后共同祖先”(Last Universal Common Ancestor,简称LUCA)。你可以把它想象成一棵巨大的生命树的树根,所有的动植物、细菌、真菌,甚至包括我们人类,都是从这个共同的“根”上长出来的。
那这个“老祖宗”是啥时候出现的呢?以前,科学家根据化石的记录,估摸着 LUCA 大概是在35亿到38亿年前出现的。但最近,一群研究人员用了更厉害的“基因分析”技术,对大量的生物基因信息进行了“深度挖掘”。结果让他们大吃一惊:他们认为 LUCA 可能比我们之前想的要古老得多得多,大概出现在 40.9亿到43.3亿年前!这一下就把 LUCA 的“出生日期”往前推了好几亿年!
几亿年?听起来好像也没多久?要知道,地球可是有45.6亿年的历史呢!但是,如果咱们仔细想想地球早期的环境,你就会发现,这几亿年的时间,对于生命的出现来说,简直可以用“迫不及待”来形容了!
你想啊,地球刚诞生的时候,可不是现在这个样子,而是一个 “滚烫的地狱”!那时候,地球表面温度非常高,火山喷发不断,陨石撞击频繁,整个星球就像一个巨大的岩浆球,根本没有生命生存的可能。
地球需要时间慢慢 “冷却” 下来,就像烧红的铁块需要时间散热一样。这个冷却的过程非常漫长。科学家估计,地球大概在形成后几亿年,地表温度才逐渐降低,液态水开始出现,地球的环境才 “稍微好转那么一点点”,变得 “可能”适合生命居住了。
那么,这个“稍微好转”的时间点大概是什么时候呢?考虑到地球形成于45.6亿年前,月球形成于大约45亿年前(月球的形成被认为与地球早期的一次剧烈撞击有关,撞击事件也进一步加热了地球),地球真正开始变得“可能”宜居的时间,很可能是在43亿年到44亿年前左右。
而最新的研究告诉我们,生命的“老祖宗” LUCA,可能在 40.9亿年到43.3亿年前 就已经出现了!这意味着,地球刚刚冷却下来,环境稍微好转那么一点点,可能才刚刚变得适合生命生存,生命就 “嗖”的一下,迫不及待地冒出来了! 简直就像我们刚刚把花园的土壤翻好,种子刚撒下去,还没浇水呢,小苗就“噌”的一下破土而出了!
更让人惊讶的是,研究人员还发现,我们这位古老的“老祖宗” LUCA,其实已经相当“成熟”了。它的基因里已经编码了大约2600种蛋白质,复杂程度堪比今天的细菌。它甚至还有一套原始的免疫系统,可以抵抗病毒的攻击!我的天,这简直就像一个刚出生的婴儿,就已经会跑会跳,还会打怪兽了!
生命真的能这么快出现吗?难道我们破解生命起源的秘密指日可待了?嗯……科学家也很兴奋,但同时也感到更加困惑了。因为,尽管我们知道了生命可能出现得很快,但我们仍然不知道生命究竟是如何诞生的! 就像盖房子,我们知道房子很快就盖好了,但我们还是不知道砖头是怎么变成房子的,水泥又是怎么凝固的。
我们甚至都不知道生命最初是在什么样的环境中诞生的。有人猜想,可能是在 “黑烟囱”热液喷口附近,就是深海海底那些冒着滚滚浓烟的火山口一样的地方,那里富含化学物质,环境独特。但也有人认为,可能是在池塘里,或者潮汐滩涂上,甚至在其他我们意想不到的地方。总之,生命起源的“摇篮”究竟在哪里,我们现在还是一头雾水。
生命起源速度之快,还引出了一个更有意思的猜想,叫做 “宇宙播种说”(panspermia),也叫“泛种论”。这个理论脑洞就比较大了,它认为生命可能不是在地球土生土长的,而是从宇宙其他地方来的! 就像蒲公英的种子一样,被风吹到地球上,然后在这里扎根发芽。
这个想法听起来是不是有点像科幻小说?其实,这并不是什么新鲜理论,早就有人提出过了。只不过,以前大家觉得这个可能性不大,因为从概率上来说,一颗带着生命的陨石,要穿越茫茫宇宙,还要准确地砸到地球上,这简直比中彩票还难。而且,宇宙空间环境恶劣,各种辐射肆虐,就算有生命搭上“宇宙飞船”——陨石,也很可能在漫长的星际旅行中被“烤熟”或者“冻死”了。
但是!如果生命的“种子”不是来自遥远的星系,而是来自我们隔壁的火星呢?情况可能就大不一样了!
要知道,地球和火星几乎是同时诞生的“兄弟星球”。而且,火星冷却得比地球更快,早期的地质记录表明,火星在形成后不久,就可能变得非常宜居,拥有大量的水。更重要的是,火星没有像地球这样巨大的月亮来“捣乱”,早期环境可能比地球更稳定,生命起源的“窗口期”反而更长。
而且,火星的引力比地球小,如果火星被小行星撞击,很容易把一些岩石碎片“崩”到太空里。这些碎片就像“星际快递”,很容易被甩到太阳系内部,一路“飘”到地球上。事实上,我们已经在地球上发现了好几百块来自火星的陨石,这就是证据!
那么,问题来了, 火星来的“乘客”——原始的微生物,能在陨石里“搭车”来到地球吗? 还真有可能!科学家研究过一块著名的火星陨石 ALH 84001,这块陨石内部温度一直没有超过40摄氏度。虽然这块陨石里有没有火星生命化石还存在争议,但理论上来说,如果火星上真的有生命,它们完全有可能在陨石的保护下,熬过星际旅行,安全抵达地球。
更进一步,还有一种更“大胆”的猜想,叫做 “定向宇宙播种说”(directed panspermia)。这个理论更劲爆,它认为可能是外星高等文明故意把生命的“种子”送到地球来的!50多年前,DNA双螺旋结构的发现者之一,诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克,就提出过这个惊人的想法。他认为,可能存在非常先进的外星文明,他们掌握了星际旅行技术,为了让生命在宇宙中传播开来,就主动把一些原始的细胞生命,装在“宇宙飞船”里,发射到像地球这样可能宜居的星球上。
听起来是不是更像科幻电影了?但仔细想想,如果人类掌握了足够的技术,我们好像也可以做到这一点:把一些休眠的微生物装进密封舱,送到其他星球,然后在那里“开舱放菌”。当然,这样做是否符合伦理道德是另一个问题,我们现在只是在讨论外星人有没有可能这样做过。
虽然“宇宙播种说”听起来很刺激,但目前来看,大多数证据还是指向生命起源于地球本土。比如,地球早期海洋的化学成分,就和今天微生物细胞内部的成分非常相似,细胞就像一个个装满盐水的小袋子嘛!
当然,无论生命是“土生土长”,还是“外星来客”,我们都还没有真正解开生命起源的谜团。也许,想要找到答案,我们需要把目光投向火星,好好研究一下我们的这位“红色兄弟”,说不定火星会给我们带来意想不到的惊喜呢!
图源:Tobias Roetsch / Future Publishing / Getty Images
文案:Gemini 2.0 Flash Thinking Experimental 洗自 Dirk Schulze-Makuch 发在BigThink上的相关报道
