生命起源于太空吗？小行星“土特产”让人类离谜底又近一步

2023年3月22日，日本多个研究机构联合发布新闻公报，宣布他们参与的国际团队在由小行星探测器“隼鸟2号”从“龙宫”小行星带回的样本中检测到构成核糖核酸(RNA)的4种碱基之一尿嘧啶，以及参与生物体新陈代谢的物质维生素B3。而在2022年的6月6日，日本文部科学省透露从“龙宫”小行星上带回的沙土中发现了20多种氨基酸。由于以上发现的物质都与生命有关，因此对于证实生命起源于太空很可能将产生巨大的推动。

“隼鸟2号”抵达小行星“龙宫”渲染图

“生命天降”由来已久

长久以来，关于地球上生命是如何诞生的，一直是众多科学家们想要解开的最大谜团之一。

一种观点认为，地球上生命的来源很有可能是外太空。具体而言，就是生命最早可能起源于银河系中的其他地方，随后在38亿~40亿年前由于某些原因，生命物质被带到了地球上，因为在大约38亿年前，当地球上环境条件变得较为适宜时，生命的突然出现似乎显得有些突兀，这种理论被称为“胚种论”。

按照“胚种论”的说法，一些含有微量的氨基酸和其他有机化合物的小行星或彗星充当了“太空船”，在经历了漫长的星际旅行后通过直接撞击地球或在地球附近释放微小颗粒，如尘埃、细菌以及病毒等，为地球播下了生命的种子，因此小行星也被称为“太空标本”。

其实“胚种论”早在1871年就已经被提出，但是在很长的一段时间内都不受重视，尽管之后人类多次在陨石中检测出有机物甚至氨基酸的痕迹，但这类陨石已经与地球的土壤和空气接触，不能排除地球的氨基酸在它们到达后混入的可能性。直到默奇森陨石的发现，让“胚种论”有了抬头的机会。

默奇森陨石于1969年9月28日在澳大利亚维多利亚州的默奇森地区被发现，当时碎片质量合计达到100千克，其中最大的一块质量超过7千克。尤为重要的是，默奇森陨石到达地球时还很“新鲜”，散发着浓烟，当它被送到墨尔本大学时还在释放着气体，因此受到地面污染的可能性很低。鉴于该样本具有重要研究价值，美国宇航局和其他研究机构将它与新获得的月球岩石样本一起研究分析。对陨石的初步研究揭示了一些重要生物化学分子的存在，例如氨基酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸等物质。之后经过50年的深入分析，科学家最终发现默奇森陨石中还有一些生物必需糖物质，例如二羟基丙酮(身体酶的前体物质)、甘油(有助于构建细胞膜)、核糖(DNA成分)等。

默奇森陨石

“龙宫藏宝”震惊世人

而日方在小行星样本中的发现，有可能将“胚种论”研究再次推上一个高潮。

2014年12月3日，日本“隼鸟2号”探测器发射升空，执行小行星探测任务。“隼鸟2号”由日本电气公司制造，携带了多个用于遥感和采样的科学载荷，发射质量610千克，净重490千克，体积1米x1.6米x1.25米，太阳能帆板6米x4.23米，电力1.4~2.6千瓦。

“隼鸟2号”小行星探测器

“隼鸟2号”的探测目标是小行星“龙宫”(162173 Ryugu)，其直径约为1千米，远日点1.4159天文单位、近日点0.9633天文单位，距离地球的近地点200万千米、远地点3.4亿千米。“龙宫”是一颗罕见的光谱类型小行星，具有硅型小行星和碳型小行星的性质，外表呈圆形，像一个土豆，表面多孔，不含或极少含尘埃，岩石颜色较深，容易破碎。研究表明，“龙宫”很可能是起源于一个太阳系诞生时就形成的母体，而大约10亿年前一次剧烈的碰撞打碎了这个母体，之后碰撞后的碎片重新积聚成一堆堆碎石，其中一堆就成为了“龙宫”或者是成为了“龙宫”的直系母体。

“隼鸟2号”拍摄的“龙宫”小行星

“隼鸟2号”在2018年6月27日抵达“龙宫”，2019年2月22日8时左右成功在“龙宫”表面着陆，并于4月成功对“龙宫”进行了轰炸采样。

在采样操作期间，“隼鸟2号”接近地表30米范围内时，光学雷达用来测量探测器相对于地表的距离、姿态和方向，可展开相机监测采样机构，发射“小型携带撞击器”(SCI)装置。SCI在撞击时创造了一个陨石坑，实际再现了天体碰撞产生陨石坑的过程，探测器随后收集了被金属弹激起的物质。

“隼鸟2号”的底部(正中间的黄色圆形物体是小型撞击器，周边环绕的5个小球是标记球，正上方是取样器)

另外，“隼鸟2号”还释放了4个小行星巡视器。由于这颗小行星的重力极小，4个巡视器都被设计成以短跳的方式移动，而不是使用普通的车轮。它们在不同的时间在大约60米的高度被部署，随后在小行星的弱重力下自由下落，其任务是实地探索小行星表面，并为返回的样本提供背景信息。

“隼鸟2号”释放小行星巡视器

“隼鸟2号”于2019年11月离开“龙宫”，2020年12月5日在地球附近与回收舱分离，次日回收舱在澳大利亚南部成功着陆，带回了5.4克黑色砂粒状物质。

“隼鸟2号”的返回舱

2022年2月，日本学界发现“龙宫”上的沙土样本与CI群碳质球粒陨石高度相似，这是太阳系中最原始的物质之一，已知含有有机物质和水。“龙宫”上的样本增加了碳质球粒陨石来自C型小行星的可能性。

“隼鸟2号”在“龙宫”小行星采集到的样品

同年6月，进一步分析后发现，沙子中含有20多种与生命活动密切相关的氨基酸。据知情人士透露，其中已经确认含有异亮氨酸、缬氨酸等。此外，还有用于制造胶原蛋白的甘氨酸，以及产生鲜味的谷氨酸等。由于这一次“隼鸟2号”是从外太空带回的样本，并以不暴露在外界空气中的形式对其进行了分析，所以这样的发现首次证实了太空中存在着可以成为生命基础的物质，对于“胚种论”可谓是有力的证据。

而根据日本北海道大学、九州大学、海洋研究开发机构等在2023年3月22日联合发布的新闻公报，研究人员将来自“龙宫”小行星最表层以及地表以下区域的样本共约10毫克浸入热水，再将所得提取物进行酸水解。研究人员使用他们自主开发的超高灵敏度分析法检测出样本中含有构成RNA的尿嘧啶。

RNA由腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶4种碱基组成，是存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。同一样本中还检测到对生物体新陈代谢至关重要的物质维生素B3。研究显示，样本中尿嘧啶的浓度最高达每克样本32纳克(1纳克等于百万分之一毫克)，而维生素B3的浓度最高达每克样本99纳克。该发现再一次增加了生命起源于太空的可能性，为今后的进一步研究打下了新的基础。