文 | 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者 高雅麗 沈春蕾 趙廣立

近日，日本文部科學(xué)省稱(chēng)，科學(xué)家在小行星探測(cè)器“隼鳥(niǎo)2號(hào)”采集的樣本中，檢測(cè)到了20多種氨基酸。這些樣本來(lái)自2020年對(duì)小行星“龍宮”的探測(cè)。

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(kāi)：“外星人來(lái)了”“星際之戀代入”……根據(jù)日本橫濱國(guó)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(wú)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(zhuān)家回應(yīng)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》時(shí)指出，這不是人類(lèi)首次在地外材料發(fā)現(xiàn)氨基酸，但目前很難用“有無(wú)生命”來(lái)總結(jié)在地外探索中的新發(fā)現(xiàn)。

不過(guò)“隼鳥(niǎo)2號(hào)”帶回的樣本，能夠幫助科學(xué)家認(rèn)識(shí)早期地球生命起源這一重要科學(xué)問(wèn)題，幫助我們了解前生命時(shí)期的地球可能是什么樣的，以及在沒(méi)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(cè)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(tái)研究員季江徽說(shuō)：“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(guò)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。科學(xué)家在人馬座B2、獵戶(hù)座KL和W51都發(fā)現(xiàn)了最簡(jiǎn)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(guò)值得注意的是，相比于以往研究過(guò)的隕石，這類(lèi)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(lái)自不受陽(yáng)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(méi)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(duì)于地球上最初的氨基酸從何而來(lái)，有地球形成和太空形成兩種說(shuō)法。

一種說(shuō)法認(rèn)為氨基酸是通過(guò)隕石從太空帶來(lái)地球，此前在隕石中檢出過(guò)氨基酸；但也有說(shuō)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(zhǎng)、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(wú)論水、氨基酸等存在，都有可能通過(guò)小行星（小型天體）撞擊地球的形式，來(lái)到地球表面。“隼鳥(niǎo)二號(hào)”的發(fā)現(xiàn)，是對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)的某種支持。

“‘隼鳥(niǎo)二號(hào)’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(shuō)是可能在地球外確認(rèn)生命之源存在，但不能說(shuō)首次。”季江徽說(shuō)。

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(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所開(kāi)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(chēng)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(wàn)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(bào)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(guò)這兩種氨基酸不能通過(guò)人體自主代謝產(chǎn)生，而是需要通過(guò)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(duì)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(guò)非生命過(guò)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(guò)或正在進(jìn)行較為復(fù)雜且有序的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。”申建勛說(shuō)。

這個(gè)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(cè)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(huì)形成生命。

同時(shí)，鑒于我們只了解地球上生命的特征，這可能也限制了對(duì)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(wú)生命來(lái)總結(jié)在地外探索中的新發(fā)現(xiàn)，只能通過(guò)化學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜程度來(lái)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(huì)將目光聚焦在“龍宮”上？

“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(niǎo)2號(hào)”之前對(duì)“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(lái)自小行星。

“整體來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)了不起的研究。日本團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(shuō)。

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(duì)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(lèi)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(duì)火星生命信號(hào)探測(cè)的動(dòng)力和使命感。

我國(guó)小行星探測(cè)正在加速

小行星探測(cè)，一直是熱門(mén)的研究方向。除了日本的“隼鳥(niǎo)2號(hào)”，2023年，美國(guó)探測(cè)器奧西里斯-REx將從小行星“貝努”采集樣本并送回地球。

中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋在接受媒體采訪時(shí)表示，天問(wèn)二號(hào)小行星探測(cè)器已經(jīng)進(jìn)入初樣研制階段，預(yù)計(jì)會(huì)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。