火星生命的自我毀滅-科學人雜誌
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火星生命的自我毀滅

2023-03-01 加斯帕里尼(Allison Gasparini)
單細胞生物也有能力把適合生存的環境變得惡劣。
▲了無生機:火星耶澤羅隕石坑的地表下可能有過往生命的跡象。(圖源:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

比起火星今日冰凍乾燥的沙漠環境,科學家知道早期火星更為潮濕、溫暖且適合生物存活,但還沒有找到能證實生命曾經出現在火星地表的直接證據。然而近期一項研究顯示,如果某一類生物真的曾經存在,可能讓這顆行星變成現今的荒涼狀態。研究結果進一步指出,過往生命的跡象最有可能出現在火星的某些區域,其中包括美國航太總署(NASA)探測車毅力號(Perseverance)目前正在探索的耶澤羅隕石坑(Jezero Crater)。

利用氣候與地形模型模擬40億年前的火星環境,研究團隊得出結論,在這顆紅色行星大部份地表下僅幾公分之處,產生甲烷的微生物可能曾經繁衍生息,消耗大氣中的氫和二氧化碳,同時受到上方沉積物的保護。但遭受自身造成的極冷氣溫逼迫,這個地表下的生物圈最終退到火星地表更深處,或許就這樣走向滅亡。論文發表於去年10月的《自然.天文學》,研究團隊指出氫、二氧化碳和甲烷(都是溫室氣體)的交換會引發全球冷卻,使火星大部份地表都覆滿不適合生存的冰。

論文主要作者、法國索邦大學的博士後研究員索特雷(Boris Sauterey)說:「基本上我們要表達的是,當生命出現在火星上且處於適當狀態,可能會發生自我毀滅。這種自我毀滅的傾向,或許限制了生物在宇宙中到處可見的可能性。」

1965年,NASA噴射推進實驗室的研究人員、已過世的化學家兼生態學家羅孚洛(James Lovelock)主張,大氣中的某些化合物可做為生物印記,顯示生命存在於另一個星球。例如在地球上,甲烷(來自產生甲烷的細菌,稱為產甲烷菌)和氧(來自行光合作用的生物)的共存構成了強有力的生物印記:每一種氣體會在環境條件下削減另一種氣體,所以兩種氣體的持續共存表示有穩定的補充,這種狀況最簡單的解釋就是有生物來源。羅孚洛的研究構成了今日以科學方法尋找外星生命的基礎,也為蓋婭假說(Gaia hypothesis)提供立論基礎。蓋婭假說由羅孚洛在1970年代與生物學家馬古利斯(Lynn Margulis)共同提出,取名自希臘神話神祇「大地之母」,指出生命會「自我調節」:整體而言,地球生物與周遭環境的互動方式能維持環境的適居性。例如,大氣中過多的二氧化碳導致全球氣溫升高,但也促進植物生長,後來植物從空氣中吸收更多溫室氣體,使地球回復到較涼爽的狀態。

2009年,美國華盛頓大學古生物學家華德(Peter Ward)提出一種比較不樂觀的看法,認為在行星尺度上,生命比較容易發生自我毀滅,而非自我調節,並且最終消滅自己。相對於蓋婭假說,他以希臘神話中另一位人物來命名自己的概念:殺害自己孩子的美蒂亞(Medea)。為了支持自己的「美蒂亞假說」,華德援引地球在過去發生的幾起大滅絕事件,指出生命本質上具有自我毀滅性。例如,超過20億年前發生的大氧化事件(Great Oxidation)……


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