科學人／火星真有生物存在過？發現迄今最長有機分子 真相要2040後才能揭曉

人類一直癡迷於我們在太陽系中的鄰居火星，美國航太總署（NASA）多年來派出衛星和多輛探測車登陸火星，為我們帶來過「火星上有水」的好消息。而火星上是否曾有過生命？這一直都是科學家和天文愛好者想探究的問題，如今在火星上孜孜不倦13年的「好奇號」（Curiosity）火星探測車帶來了一個新的線索，讓我們離這個大哉問答案越來越近。

2013年，好奇號在火星蓋爾隕石坑（Gale crater）附近的「黃刀灣」（Yellowknife Bay）地區，鑽取了一份名為「坎伯蘭」（Cumberland）的泥岩樣本。由於這個地區在過去很可能是個古老湖泊，科學家認為是孕育生命的好所在。利用好奇號上搭載的「火星現場樣本分析儀器」（Sample Analysis at Mars, SAM）這個迷你實驗室，科學家在重新檢視這份樣本後有了全新斬獲：迄今為止在火星上發現過最長的有機分子。NASA研究團隊趕緊把這令人興奮的結果發佈在《美國國家科學院學報》（Proceedings of the National Academy of Sciences）期刊上。

這一次，研究團隊在坎伯蘭樣本中發現了癸烷（decane, C10H22）、十一烷（undecane, C11H24）和十二烷（dodecane, C12H26）這三種「落落長」的有機分子。你可能會想，這些有機物好像沒什麼稀奇的？但這可是目前在火星表面發現分子量最高的有機分子，分別由10到12個碳原子串聯在一起形成碳鏈！

落落長碳鏈是生命留下的「麵包屑」？

這些長長的碳鏈有什麼意義呢？研究團隊指出，它們可能是脂肪酸（fatty acid）碎片，脂肪酸是構成地球生物細胞膜的重要成份，是生命發展的基石。因此，發現了這些長鏈烷烴，就像在一個童話糖果屋的森林裡，發現了一些疑似麵包屑的蹤跡，暗示著這裡或許曾有生命活動！

研究團隊的費莉西內（Caroline Freissinet）博士與她的同事表示，雖然已知非生物過程，例如水與礦物質在熱液噴口（hydrothermal vents）的地質化學作用，也可能產生類似的分子，但這些碳鏈的長度驚人，其中一些很可能源自含有11到13個碳原子的脂肪酸，這在非生物形成的脂肪酸中比較少見。這不禁讓人懷疑，這些「加長版」的碳鏈，會不會真的是火星生命曾經存在的「生物印記」（biosignatures）呢？

費莉西內強調：「我們的研究證明，即使時至今日，透過分析過往的火星樣本，我們也有機會偵測到過去生命的化學特徵，如果火星上曾經存在生命的話。」 而研究共同作者，來自 NASA 哥達德太空飛行中心（ Goddard Space Flight Center）的格拉文（Daniel Glavin）博士也補充：「已有證據表明，蓋爾撞擊坑的液態水存在了數百萬年，甚至可能更久，這意味著在火星的這些隕石坑湖泊環境中，應有足夠的時間發生形成生命的化學反應。」

科學界興奮之餘仍保有些許謹慎

這個發現暗示著火星有過生命的存在，令許多科學家相當興奮。英國空中大學（Open University）的行星科學家葛雷迪（Monica Grady）表示，如果這些烷烴真的是羧酸的分解產物，將是「一個驚人的結果」。美國布朗大學（Brown University）的行星科學家馬斯塔德（Jack Mustard）認為，這暗示著好奇號的後繼者「毅力號」（Perseverance）也有機會發現類似的分子。

不過，加拿大亞伯達大學（University of Alberta）的地質學家赫德（Chris Herd）則語帶保留的提醒，目前無法百分之百確定這些分子是生物產物。美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology）的行星科學家謝勒（Eva Scheller）也指出，隕石也可能攜帶非生物來源的脂肪酸，或者這些烷烴也可能是過去好奇號發現過、類似於油母質（kerogen）的顆粒演化而來，而這些顆粒本身也可能是非生物起源。

下一步：把火星「土產」帶回家？

儘管好奇號這次的發現非常鼓舞人心，但它搭載的SAM能做的分析畢竟有限。許多科學家認為，這些分子的真正起源，恐怕要等到我們把火星樣本帶回地球，用更精密的儀器進行分析後才能揭曉。格拉文博士也坦言：「我們已經準備好邁出下一步，將火星樣本帶回我們的實驗室，以解決關於火星是否存在生命的爭論。」

可惜的是，這個「火星樣本返回任務」（Mars Sample Return mission）由於預算和未來的不確定性，至少要等到 2040 年之後。在能源耗盡前，好奇號、毅力號等探測車仍會繼續在火星其他地區採樣，此外，好奇號還保留著一份坎伯蘭樣本，之後研究團隊還會努力增進SAM儀器的分析能力，希望能發現更多線索，例如更短鏈的烷烴，以便判斷這些有機分子的來源是否更偏向生物過程，且讓我們拭目以待。

資料來源：

1. Freissinet, C., Glavin, D. P., Archer, P. D., Teinturier, S., Buch, A., Szopa, C., Lewis, J. M. T., Williams, A. J., Navarro-Gonzalez, R., Dworkin, J. P., Franz, H. B., Millan, M., Eigenbrode, J. L., Summons, R. E., House, C. H., Williams, R. H., Steele, A., McIntosh, O., Gómez, F., Prats, B., Malespin, C. A., & Mahaffy, P. R. (2025). Long-chain alkanes preserved in a Martian mudstone. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 122(13), e2420580122. https://doi.org/10.1073/pnas.2420580122

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（本文出自2025.03.26《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）