火星岩芯中的DNA,对火星生命研究的影响

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在喷气推进实验室中与世隔绝的那几个月里,世界上热点事件的新闻层出不穷。我知道外面的世界在发生些什么——美国中央情报局承认伊拉克没有大规模杀伤性武器、阿布格莱布监狱发生了一系列虐囚事件——不过话又说回来,这些事件也只是使火星感觉更像是一个可以让思绪安然地停留于地质时代的地方。

后来有一天晚上,在任务控制中心,我听到几位团队成员在谈论奥运会。一万名运动员聚集在雅典,回到了这个奥林匹克运动会的发源地,参加年奥运会的比赛。

作为一种纪念的方式,团队的一名成员建议我们使用勇气号的岩石磨削工具在火星的一块石头上刻上奥林匹克的标志。在此之前,我们已经开始利用这一工具在岩石上凿刻图案了。我们在火星岩石上凿刻出一些直径5厘米的圆圈来观测尘土和岩石外皮下面的东西,为了适应部分仪器的大视场,通常会凿刻出一簇圆圈来。

在火星表面上我们留下了很多这样的图案。我们把这些圆圈簇称为“雏菊”,因为这图案看起来很像花朵:中心是一个圆圈,周围则是一圈圆圈。有时这些雏菊相比于明亮的尘土要显得更黯淡,有时则要比岩石显得更明亮。当然,这些雏菊是有着重要作用的,它们对于开展科学测量是必要的。

但它们也让人想起火星漫游车在那个世界上所留下的多到难以置信的印记,尽管这不是有意而为之的。所以在8月的一天,我们决定在一块名为克洛维斯的岩石上凿刻出五个圆圈后便停止常规的洗刷流程。这五个圆圈中三个位于同一排,另外两个则位于它们下方,彼此套接在一起。勇气号上的相机拍下了这个标志的照片后,才开始继续原先正常的工作。

这是刻画在另一个世界表面的第一个人类符号。这让我想起了我之前读到过的一些故事。19世纪初,一名奥地利天文学家提出在撒哈拉大沙漠中挖出一些巨大的壕沟。这些壕沟要排布成数学符号的形状,里面倒满煤油,并在沙漠的夜晚时分点燃,他期望这些火光能够在火星上被看到。

在此之前不久,据说有一位德国人建议在西伯利亚冰原将小麦播种成一个巨大的直角三角形的形状,三角形的每条边上都有一片正方形的松树林,从而能够从太空中援引勾股定理。当然,这个定理“任何一个傻子都能明白”。不久之后,一位法国人提出了用七面镜子搭建一个网阵,如果在整个欧洲的范围内能够恰当地安置,这七面镜子就能映照出北斗七星的形状。

那会是多么温柔的景象啊——夜晚的火焰、一片松树林、一束闪光。那么的温柔,可又是那么的徒劳。而现在我们也已经参与其中了,只不过我们是在火星上留下标记,将我们这短暂的到访刻画在了火星坚实的土地上,刻画在了这里最为干燥、最为古老而又从未被镌刻过的石头上。

从某种意义上来讲,这些圆圈是一个美丽的图腾。它们就如同达马拉兰被压印在颓废方丹赭石墙上的岩画一样闲适而令人回味:平原上的一头羚羊、一把弓箭。又如同利比亚沙漠中位于大吉勒夫高原的泳者洞穴中的岩画:几个人弓着身体在古老的湖中畅游。如今这岩画已经隐匿并被埋没在撒哈拉大沙漠的沙土之下。

与此同时,如果这些其实都没有意义呢?这些雏菊,这些圆圈,还有运动员们在雅典挥舞球棒、快速奔跑,或是跳入环绕我们这个星球的凉水中。在虚空的宇宙中,这些又有什么意义呢?夏末秋初之时,我终于回到了波士顿。

当飞机靠近洛根机场时,我看到了附近渺小的建筑,天际线变得清晰起来。降落之后,我走出航站楼,找到了一辆出租车。“没有行李吗?”司机向我问道。当我们沿着斯托罗大道快速行驶时,我把我的头靠在车窗上,看着河面上的帆船荡漾。

当出租车把我送到位于比肯大街旁的公寓楼前时,它看上去还和过去一样。我走了两段楼梯进了公寓,在我卧室的窗台上,我注意到了我离开前一天的早上为自己泡的一杯茶。我把它忘在了那里,现在它看起来像是石化了一般。里面的液体已经消失了,当我提起茶包的线时,这轻飘飘的茶包毫不费力地就从陶瓷杯壁上脱离了。

我盯着它看了很长时间,心里想着我能够如此轻易地走出自己的生活说明了什么,以及重新回到这里的生活意味着什么。在西伯利亚,科雷马低地横跨整个远东大草原。灰色天空似乎紧挨着地上的沉积物,微风吹起的泥土被大量的冰水凝结。

在冰的交替膨胀和收缩作用下,大块的土地变成了山丘,科雷马高速公路从中穿过。科雷马高速公路也被称为“埋骨之路”,它因成千上万的古拉格囚犯在建造这条路时失去了生命而得名。人类的头骨在这片土地上曾经十分常见,以至于孩子们都用头骨来收集蓝莓。

早在20世纪90年代,冻得瑟瑟发抖的科学家们就开始在勒拿河和科雷马河之间延绵米的岩层上钻取岩芯。在融化的地表下方深处,他们接触到了从未变暖过的地方。那里没有含水层,厚厚的冰脉在那里原封不动地存在了万年甚至是更长的时间。

他们非常小心,以免自身的人体细胞、附着在他们工具表面的微生物,甚至是随微风吹过来的细菌对样品造成污染。为了避免在二三十米深的钻孔中使用钻井液,他们以十分缓慢的速度小心翼翼地旋转岩芯取样器。

他们在取得的岩芯样本上涂上了黏质沙雷氏菌的细胞,以此作为污染的标志物。然后使用无菌手术刀将最外面的表层削掉,并将削过的冻土棒密封在钻孔冷冻机的无菌金属盒内,之后将其带到人迹罕至的地方去。

这些骰子大小的立方体状岩芯样本最终被送到了位于牛津和哥本哈根的实验室,这些实验室里正在进行着世界上最出色的古代DNA研究。

当研究人员小心翼翼地将这些样本剥开时,微小的细根刚一暴露于空气就断裂了——这些古代植物的古老根须仍牢牢地抓着土壤颗粒。在同样的永久冻土中,发现了真猛犸象、旅鼠和驯鹿的DNA,以及孢子、花粉和古代微生物的痕迹——所有这些都保存得十分完好。这些是早已消失于这个世界上的冰川时代生态系统的遗迹。

离开喷气推进实验室之后,我读过有关这项研究的文章,这项研究中对于数据的精确解析,以及对于精细分子印记的复原让我感到惊叹。特别地,这让我想到了微生物。当生命被推向极限时发生了什么?它们在地表下面存活了多久?

我推想,如果生命可以在原先的西白令陆桥下面顽强存活,或许生命也能够在火星上生存。我知道火星上还有以其他形式存在的水——冰冻的水——成片地存于地表下。

冰的存在区域不只是在极地,而是一直延伸到低纬度地区,并且已经持续存在了数百万年的时间。对于许多人来说,在这项由NASA的轨道飞行器于年获得的发现中,最令人兴奋的一件事莫过于有朝一日人类探险家可能有机会去开采这些水,将冰融化,把水从水合矿物中烘烤出来,并将它作为人类定居的水源。

但我还是一直在想,生命到底能否深藏于远离地表酸性水体的地下冻土层中。仅仅几个月后,在寒冬中,我来到了丹麦的尼尔斯·波尔研究所。我曾向我的导师玛丽亚提出在欧洲待一段时间,这能让我接触到最前沿的生物学知识,于是她爽快地同意我再次离开校园进行长期访学活动。

当我抵达哥本哈根时,我搬进了实验室大楼一层的一个小房间里。那里只有一把椅子、一张床、一张书桌和一扇窗户,透过那扇窗户可以望见一个空荡荡的温室。它让我想起了小时候在鞋盒内制作的微型立体模型。我身处一个陌生的国度,一切似乎都很安静。父母放心地把婴儿留在商店橱窗外的婴儿车里。

为了抵御寒冷,熟睡中的婴儿都被裹得非常严实,他们的脸被藏进宽松的布套下。丹麦人的汽车在雪中驶过,被冰雪覆盖的自行车在阳光的照射下闪闪发光。甚至那些有着白色墙壁和精美餐具的餐厅和咖啡店,也显得十分安静。

我来到丹麦是为了研究古老的细胞和DNA,我试图弄清楚细胞能否在古老的永冻层中、地球上最具挑战性的环境中生存下来,这有助于揭示在西伯利亚地核中发现的微生物DNA是否是活细胞DNA的谜团,这些活细胞有可能从远古时期一直存活至今,或者仅仅是像长毛猛犸象一样早已死去的动物的遗骸。




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