• 主页
  • 科研讯
  • 精选文
  • 科学圈发帖
  • 下载App

月岩有助揭示地球生命如何演化?甚至能让我们复活灭绝物种?

2019-09-10
博科园app 博科园微信小程序 更方便 更大全

(关注看更多大美宇宙科学)新浪微博@博科园

古代地球频繁遭受巨型小行星撞击,将包括细菌和蠕虫在内的地球生物抛射到太空。某些生物流落月球陨坑,DNA仍有可能幸存。虽然可能性微乎其微,科学家仍有机会在月球极地陨坑发现保存完好的脊椎动物DNA样本,进而像《侏罗纪公园》一样复活已经灭绝的物种。不幸的是,如果我们推进当前的探月计划,这些“地球移民”可能毁于一旦。


从月球遥望地球


提到月球极地的永久阴暗区陨坑,生命或许是你最后想到的东西。这些陨坑可能蕴藏着重要线索,能够帮助科学家解释数亿年前地球如何演化出复杂的多细胞生物,进而让他们洞察地球古生物圈的方方面面。


这是因为古代地球频繁遭受巨型小行星撞击——例如导致恐龙灭绝的陨石撞击——将包括细菌和蠕虫在内的数千吨地球物质抛射到太空。某些物质流落月球陨坑并且仍有可能幸存。不幸的是,如果我们推进当前的探月计划,可能让这些“地球移民”毁于一旦。


月球上的沙克尔顿陨坑


在地球上,DNA的存活时间极少超过100万年。原则上,如果在略高于绝对零度且不受有害的电离辐射侵袭的情况下,DNA能够永久存活。生命遍布地球的每一个角落。国际深部碳观测组织的研究表明,即便岩石从地下数公里喷出,也会将复杂微生物群落和类似线虫的动物带到太空。


陨石撞击后被抛入太空的任何生物都会立即进入冻干状态,让它们的DNA得以保存。当以每秒大约11公里的速度喷射出去后,地球岩石会逗留在一条合适的轨道,随后被月球俘获。根据科学家的计算,100平方公里月球区域最高可能含有2.8万公斤地球物质。


艺术概念图,一颗小行星即将撞上地球


科学家对阿波罗任务带回的月球样本进行了分析,证实月球上的确存在地球生物分子。即便是暴露在严酷的不受任何保护的昼夜循环中,月岩样本也是这种情况。月球昼夜包括14个地球日的连续不断的日光直射,未经过滤的太阳辐射会摧毁生物分子。新研究发现阿波罗任务带回的月岩中,至少有一块是来自地球的陨石。


月球极地永久阴暗区陨坑是最有可能发现保存完好的地球DNA的地方。月球南极的沙克尔顿陨坑已经存在了30亿年,跨越了地球生命史的大部分时期。由于免遭强太阳辐射侵袭,这个陨坑可能保存了因陨石撞地球而迁到月球的DNA。沙克尔顿陨坑内冰冷并且被阴影覆盖,是个理想的储存室。


年轻时的地球曾被一颗行星撞击,撞击产生的碎片不断积聚,最终形成月球


不过,仅仅将遗传物质保存在黑暗中并不能确保它们能够存活。虽然没有受到直接太阳辐射的侵袭,但它们仍暴露在银河系的有害宇宙射线之下。宇宙射线能够轻易摧毁DNA等分子。嵌在岩石里和熔岩流内或者躲在它们下方,DNA可能有幸存机会。


科学家有必要在月球上搜寻来自地球的DNA。保存在月球极地的任何DNA都具有不可估量的价值,有助于科学家了解地球生命的演化史。造就希克苏鲁伯陨坑的陨石撞击据信导致物种大灭绝,恐龙家族也在这场灾难中覆灭。如果能够找到因此次撞击迁到月球的遗传物质,科学家便可揭示当时有哪些物种生活在地球。


美国宇航局计划让宇航员登陆月球南极


科学家甚至有可能发现地球现存生物的“前身”,进而追溯它们的进化。虽然可能性微乎其微,但科学家仍有机会在月球上发现被妥善保护的脊椎动物DNA样本——例如恐龙——进而像《侏罗纪公园》一样复活已经灭绝的物种。


18.5亿年前,一颗陨坑撞击地球,形成了萨德伯里陨坑。这场撞击可能将含有早期原核生物(细菌)DNA的岩石带到月球。原核生物在真核生物之前出现,后者拥有更复杂的细胞结构。对沙克尔顿陨坑发现的DNA进行排序能够获得直接遗传信息,帮助科学家揭示几亿年前地球如何演化出复杂的真核生物。


月球极地的永久阴暗区陨坑蕴藏着丰富的水冰


目前,科学家对古生物的认知主要通过比较现存物种的DNA序列。例如,如果想了解人类和其它类人猿的共同祖先,科学家可以比较现存物种的基因组,而后猜测500万到1000万年前共同祖先的DNA序列。通过结合数十万年前的考古遗址发现的原始人类DNA序列,科学家便可了解人类的起源,揭示一些事实,例如原始人类异种交配频繁。


不过,如果只能依赖地球上的DNA证据,科学家便很难重建更古老共同祖先的DNA,例如生活在5亿年前的动植物共同祖先。在揭示20亿年前首批进行光合作用的原核生物的功能代谢方面,比较法也存在局限。月球陨坑可能保存着早期地球生命的DNA样本,帮助科学家解答这些疑问。


月球南极


鉴于这种可能性,存在潜在原始DNA样本的月球陨坑必须受到妥善保护。但令科学家感到担忧的是,当前的探月计划可能对这些无法替代的样本构成威胁。现在,很多企业和航天机构都计划在未来几年建造月球基地并开采月球极地陨坑的水冰资源。


就连正当的科学研究也会带来污染风险,例如故意让飞船撞击这些陨坑。此外,探测车勘测任务也可能给月球极地带来污染威胁。出于这些原因,在对月球极地陨坑进行勘测前,科学家有必要对其进行深入研究,以确定陨坑内是否存在意想不到且价值无可估量的古生物“基因遗产”。

博科园|文:邓肯·奥多姆

转自:漫步宇宙/qqtaikong

博科园|科学、科技、科研、科普

特别声明:所刊载的内容仅为传递更多信息之目的,最终内容真实性自负,仅代表作者本人观点;如有关于作品内容、版权或其它问题请与“博科园”联系-Email:bokeyuan@vip.qq.com 将谨予以修正完善著作信息或删除。