生命的信号！火星表面发现有机物噻吩，火星可能曾经存在过生命体学术资讯

来源：BioWorld

好奇号火星探测器是美国国家宇航局研制的一台探测火星任务的火星车，于2011年11月发射，2012年8月成功登陆火星表面。它是美国第七个火星着陆探测器，第四台火星车，也是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车，其使命是探寻火星上的生命元素。

2020年2月24日，来自德、美两国的研究人员在天体生物学期刊 Astrobiology 杂志联合发表了一篇名为：Thiophenes on Mars: Biotic or Abiotic Origin? （火星上的噻吩：生物来源还是非生物来源？）的研究论文。

该论文通过对好奇号火星车在火星上发现的有机物噻吩的生成来源进行探讨，作者认为，这可能意味着火星可能曾经存在过生命体！

火星上发现的噻吩

噻吩（Thiophene）是一种有机化合物，其系统名是1-硫杂-2,4-环戊二烯，从结构式上看，噻吩是一种杂环化合物，也是一种硫醚，分子式为C4H4S，在常温下，噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体。

目前，在地球上的煤、原油和白松露中，科学家们已经发现了噻吩的存在，其中，白松露是一种被美食家和野猪们所钟爱的蘑菇。

然而，巧合的是，好奇号在火星上也发现了噻吩化合物的存在，对此，文章的主要作者、华盛顿州立大学的天体生物学家Dirk Schulze-Makuch认为，“噻吩化合物的存在或许意味着火星上曾经存在早期生命。”

生物途径 or 非生物途径

那么，生物体中能不能产生噻吩呢？科学家们举出了两个例子，首先，因为是从极热和嗜酸的古菌Caldariella acidophila中分离出来，所以该噻吩化合物被称为Caldariellaquinone（CQ），它的系统名是苯并噻吩-4,7-醌，如下图A所示，另外一种化合物则是包含两个噻吩环的苯并二噻吩苯醌（BDTQ），研究人员在硫化叶菌（solfataricus）中发现了它，如下图B所示。

由于噻吩具有排列成环的四个碳原子和一个硫原子，众所周知，碳和硫都是生物必需元素，与化学途径相比，噻吩更可能来源于生物途径，实际上，如果在地球上发现了噻吩，你会认为它们是生物途径产生的，但是在火星上，这种说法需要更严谨的证明。
科学家们认为，噻吩在火星上出现的方式有很多，例如，陨石中曾检测出噻吩，而地质运动也会提供生成噻吩所需的能量，在这些生成途径中，噻吩中的硫原子必须是亲核的，即：硫原子可以给出电子成键，然而，火星上的硫却几乎都是非亲核的，而且多以硫酸盐的形式存在。

除了生物解释之外，研究人员指出，噻吩还可以通过热化学硫酸盐还原法生成，该化学过程涉及到将一组化合物加热到120摄氏度或更高的温度，此外，从生物学的角度来看，还可以使用生物硫酸盐还原法（bacterial sulfate reduction，BSR），研究人员推测，30亿年前的火星比今天更温暖、更潮湿，所以细菌就已经存在，并促进了硫酸盐还原过程，从而产生了噻吩。
生命的信号

接下来，只要证明了火星上存在这个硫酸盐还原过程，也就可以在一定程度上证明火星上可能存在过早期生命！于是，研究人员想到了好奇号火星车，该火星车是由美国国家宇航局（NASA）所研制，它于2011年11月发射，在2012年8月成功登陆火星表面，其使命是探寻火星上是否存在生命元素，遗憾的是，火星车上使用的技术只能够将大分子分解为小成分，因此科学家只能观察产生的碎片。

在对碎片的研究过程中，科学家们发现，有机体是具有“惰性的”，为了消耗更少的能量，它们宁愿使用分子质量更小的同位素。

与非生物相比，有机体（生命体）能够改变所产生化合物中的重同位素和轻同位素的比例，作者称这种现象为“生命的信号”（a telltale signal of life），虽然该信号还不能用来完全证明火星上生命体的存在，但是可以帮助人们更好的了解火星。

论文链接：

https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2019.2139

来源：ibioworld BioWorld

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1MzMxMzcyMg==&mid=2247497741&idx=5&sn=cd430298bc51eebaf85491d07e51dd53&chksm=fbf60cd8cc8185ce6a95848fbaed307b9b4a95c4a75054a905a7e21716dc10b1f8a8d70ed12b#rd

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