• 作者／前NASA太空任务科学家 李杰信

以目前人类拥有的火星知识推测，如果火星曾经有过生命，种类可能与地球最古老的生命接近。

什麽是地球最古老的生命呢？我们几乎可以想像地球生命起源时的环境：无氧、地表炽热、火山活动频繁、甲烷广布、硫磺浓汤漫流。如果生命在这种条件下起源，那最古老的细菌，也就是人类和所有地球生物的老祖宗，必得有耐高温、厌氧、喜硫磺和甲烷等的古怪个性。

人类对地球生命的认识和分类，经过好几个重要阶段。18 世纪时，人类把生命分成动物和植物两大类。这种分类法显然过於粗糙，有些拥有叶绿体的单细胞生物，能蠕动或用鞭毛游动，它们究竟是动物还是植物？而真菌类一向被归入植物类，但它却无叶绿素。於是有一阵子，地球生命就被分成动物、植物、原生生物三大类。直到 20 世纪初，细菌分类学有了长足的发展，才将有核细胞生物（真核生物，包括动物、植物、真菌、原生生物）和无核细胞生物（原核生物）的细菌分开。

细菌虽然一般以形状分类，如杆菌、球菌和螺旋菌等，但这种分类无法建立起它们之间的亲缘关系，在当代是一件头痛而无法解决的问题。一直到 20 世纪 60 年代，基因工程技术出笼，生物物理学家渥易斯(Carl Woese, 1928～2012)认为，核糖体核糖核酸（ribosomal ribonucleic acid, rRNA）排列顺序保存了久远的生物演化纪录，并且这种排列顺序变化缓慢，容易追寻亲缘关系。他以这种排列顺序为准，决定出各类细菌间的亲疏远近，发现总称的细菌中含两类截然不同的细菌，他分别命名为细菌和古菌两大类。加上动物、植物、真菌、眼虫、微孢虫等所属的真核生物，终於完成目前完整的生物三界说的生命亲缘树（universal phylogenic tree，图9-1）。

渥易斯在 1977 年底发表的古菌域发现，是一项划时代的成就。当作者第一次看到古菌所涵盖的各类细菌时，的确被震撼了一下。古菌类皆厌氧，含甲烷嗜热菌（methanothermus）、甲烷球菌（methanococcus）、嗜热纤维菌 （thermofilum）、热网菌（pyrodictium）、硫还原球菌（desulfurococcus）、硫球菌（sulfolobus）等，几乎就是想像中伊甸园里该有的生命。另外，生命树根的所在，虽然还没有完全确定，一般认为应在古菌树干的下面。

地球最原始的生命似乎是厌氧嗜热菌，生活在摄氏 90 度以上的环境，使用硫、氢、二氧化碳等地质化学能量生长繁殖。如果温度低於摄氏 80 度，则生长停止。所以，地球所有生物的祖宗，应是依赖化学合成能量、居住在热泉里的古菌。生命一旦开始，就能适应外界逐渐变化的环境。环境如果变得实在无法忍受，有的古菌就停止一切生命机能，进入亘古冬眠，等待佳机复苏。1992 年，美国国家研究委员会（National Research Council, NRC）报告，一个嗜盐古菌（halophiles）冬眠 2 亿年，经实验室培养後，恢复生命活力^[注1]。南柯一梦数亿年，生命顽强力可见端倪。

古菌域的发现，使人类对生命的看法焕然一新。生命原来可以适应那麽多种极端的自然环境，只要给予一线生机，生命就能蓬勃发展。我们对生命重新树立起了更崇高的敬意。

地球古菌类的发现，照亮了人类探测火星生命的道路。地球古菌类的生活习性，能告诉人类它们起源时的生命环境。那种环境可能与火星 35亿～38 亿年前时相差不远。火星那时也有水、火山活动及热泉，地球能发展出生命，为什麽火星不能？

注解

• 注 1：“Biological Contamination of Mars,” National Research Council, National Academy Press, Washington, 1992.

——本文摘自《穿越4.7亿公里的拜访：追寻跟着水走的火星生命》，2021 年 7 月，三民。

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