NASA在小行星”貝努”的原始樣本中發現生命的基石
NASA 的OSIRIS-REx 任務從小行星貝努(Bennu)上採集了樣本、 揭示了與生命相關的重要分子,包括氨基酸和DNA和RNA中的核鹼基。氨和甲醛的存在表明在太空中形成複雜分子的條件已經成熟。

在這一幀影片中,傑森-德沃金(Jason Dworkin)舉起一個小瓶,裡面裝有美國國家航空航天局(NASA)的OSIRIS-REx(起源、光譜解讀、資源識別和安全–岩石探測器)任務於2023年從小行星貝努(Bennu)運送到地球的部分樣本。德沃金是馬裡蘭州格林貝爾特美國太空總署戈達德太空飛行中心的計畫科學家。圖片來源:NASA/James Tralie
科學家還發現了一套蒸發岩礦物,顯示貝努曾經擁有富含水的環境,可以支持前生物化學。這次任務凸顯了生命構成元素在太陽系中廣泛存在的可能性,同時也提出了為什麼地球仍然是唯一已知的生命宿主的問題。
小行星貝努的秘密:生命的成分?
美國國家航空暨太空總署(NASA)的OSIRIS-REx(起源、光譜解讀、資源識別和安全–巨岩探測器)太空船從小行星貝努帶回了岩石和塵埃樣本,揭示了地球生命所必需的分子。科學家也發現了古代鹽水的證據,鹽水可能是幫助這些分子相互作用並進化成更複雜化合物的”肉湯”。
雖然這些發現並沒有顯示出生命本身的證據,但它們表明早期太陽系具備了生命出現的適當條件,使得生命更有可能在其他行星和衛星上形成。
NASA總部科學任務局副局長尼基-福克斯(Nicky Fox)說:”NASA的OSIRIS-REx任務已經在改寫我們對太陽繫起源的認識。小行星提供了一個了解我們地球歷史的時間膠囊,貝努的樣本對於我們了解地球上生命開始之前太陽系中存在哪些成分至關重要。
生命起源是科學界最深奧的謎團之一,但板塊構造、水循環甚至生命本身都掩埋了解開謎團的線索。為了尋找答案,科學家們把目光投向了地球之外的原始小行星,例如美國太空總署大膽的OSIRIS-REx採樣返回任務的目標–貝努(Bennu)。 OSIRIS-REx於2020年從貝努採集了原始物質,並於2023年將其送回地球。現在,來自貝努的岩石正在揭示一個太陽系誕生之初的失落世界,它具備孕育生命的適當條件。圖片來源:美國太空總署戈達德太空飛行中心揭開太空中生命基石的面紗
在《自然》和《自然-天文學》雜誌上發表的研究論文中,來自美國國家航空暨太空總署(美國國家航空暨太空總署)和其他機構的科學家們分享了對貝努樣本中的礦物和分子進行首次深入分析的結果,OSIRIS-REX將於2023年把這些樣本送到地球。
《自然-天文學》(Nature Astronomy)論文中詳細描述了最引人注目的探測結果,其中包括氨基酸–地球上的生命用來製造蛋白質的20種氨基酸中的14種–以及地球上的生命用來儲存和傳遞更複雜的地球生物大分子(如DNA和RNA)中的遺傳指令的所有五種核鹼基,包括如何將胺基酸排列成蛋白質。
科學家也描述了貝努樣本中氨含量極高的情況。氨對生物學非常重要,因為在適當的條件下,氨可以與甲醛(樣本中也檢測到甲醛)反應,形成複雜的分子,如胺基酸。當胺基酸連接成長鏈時,它們就形成了蛋白質,而蛋白質則為幾乎所有的生物功能提供動力。

美國國家航空暨太空總署(NASA)的OSIRIS-REx任務證實,小行星貝努蘊藏著生命的組成部分,包括胺基酸、DNA相關分子和古代鹽水的證據。這些樣本的原始性質加強了關於生命宇宙起源的理論。資料來源:美國國家航空暨太空總署
未被地球污染的原始樣本
在貝努樣本中檢測到的這些生命構成元素以前曾在地外岩石中發現過。然而,在太空中採集的原始樣本中發現這些成分,支持了這樣一種觀點,即遠離太陽的天體可能是整個太陽系中生命原始前體成分的重要來源。
丹尼-格拉文(Danny Glavin)是馬裡蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心的高級樣本科學家,也是《自然-天文學》論文的共同第一作者。 “這就是為什麼如果沒有樣本返回任務、細緻的污染控制措施以及對來自貝努的這些珍貴材料的精心保管和儲存,其中一些新發現就不可能實現。”

NASA的OSIRIS-REx飛船在採集樣本後離開小行星貝努表面。圖片來源:美國太空總署戈達德太空飛行中心/CI Lab/SVS
追蹤貝努的水之過去
格拉文的團隊在分析貝努樣本以尋找與生命相關的化合物的蛛絲馬跡時,他們的同事在華盛頓史密森尼國家自然歷史博物館隕石館館長蒂姆-麥考伊(Tim McCoy)和倫敦自然歷史博物館宇宙礦物學家薩拉-拉塞爾(Sara Russell)的帶領下,尋找這些分子形成環境的線索。科學家在《自然》(Nature)雜誌上發表報告,進一步描述了適合啟動生命化學的古老環境的證據。
科學家在貝努樣本中發現了11種礦物的痕跡,從方解石到海綠石和鈉長石,它們是在含有溶解鹽的水經過長時間蒸發後形成的,留下的鹽是固體結晶。
在整個太陽系,包括矮行星穀神星和土星的衛星恩克拉多斯(Enceladus)都發現或暗示存在類似的鹽水。

裝有小行星貝努最終材料的八個樣品盤的視圖。塵埃和岩石從”即觸即取”樣品採集機制(TAGSAM)頭的頂板倒入樣品盤。這次傾倒收集了51.2 克,使小行星樣本的最終質量達到121.6 克。圖片來源:NASA/Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold
前所未見的全套礦物
儘管科學家以前曾在墜落到地球表面的隕石中檢測到過幾種蒸發岩,但他們從未見過一套完整的、保存了可能持續數千年或更長時間的蒸發過程的蒸發岩。在”貝努”中發現的一些礦物質,如trona,是首次在地外樣本中發現的。
麥考伊說:”這些論文真的是齊頭並進,試圖解釋生命的成分究竟是如何匯聚在一起,形成我們在這顆被水改變的小行星上看到的東西的。”

這張貝努的馬賽克圖是利用美國太空總署的OSIRIS-REx太空船的觀測數據製作的,該太空船曾在小行星附近停留了兩年多的時間。資料來源:美國國家航空暨太空總署/戈達德/亞利桑那大學
揭開生命左撇子之謎
儘管貝努樣本提供了所有答案,但仍有幾個問題有待解答。許多胺基酸都能以兩種鏡像形式產生,就像一雙左手和右手。地球上的生命幾乎只產生左手,但貝努樣本中卻含有兩種胺基酸的等量混合物。這意味著,在早期地球上,胺基酸一開始可能也是等量混合的。生命”向左轉”而不是向右轉的原因仍然是個謎。
「OSIRIS-REx是個非常成功的任務,」美國太空總署戈達德分部OSIRIS-REx計畫科學家、《自然-天文學》論文共同第一作者傑森-德沃金(Jason Dworkin)說。 “來自OSIRIS-REx的數據為一幅充滿生命潛力的太陽系畫卷增添了濃墨重彩的一筆。 為什麼到目前為止,我們只能在地球上看到生命,而不能在其他地方看到,這才是真正誘人的問題”。
編譯自/ ScitechDaily