den 7 augusti 1996 ökade reportrar, fotografer och TV-kameraoperatörer till NASA: s huvudkontor i Washington, D. C. publiken fokuserade inte på raden av sittande forskare i Nasas auditorium utan på en liten, klar plastlåda på bordet framför dem. Inuti lådan var en sammetkudde, och inbäddat på den som en kronjuvel var en sten—från Mars. Forskarna meddelade att de hade hittat tecken på liv inuti meteoriten. NASA-administratören Daniel Goldin sa glatt att det var en ”otrolig” dag. Han var mer exakt än han visste.,
berget, forskarna förklarade, hade bildats för 4,5 miljarder år sedan på Mars, där det var kvar till 16 miljoner år sedan, när det lanserades i rymden, förmodligen av effekten av en asteroid. Berget vandrade det inre solsystemet fram till 13 000 år sedan, när det föll till Antarktis. Det satt på isen nära AllanHills fram till 1984, när snöskotergeologer skopade upp det.
Forskare under ledning av David McKay av JohnsonSpaceCenter i Houston fann att den sten, som kallas ALH84001, hade en märklig kemiska sammansättningen., Den innehöll en kombination av mineraler och kolföreningar som på jorden skapas av mikrober. Det hade också kristaller av magnetisk järnoxid, kallad magnetit, som vissa bakterier producerar. Dessutom presenterade McKay för publiken en elektronmikroskopvy av berget som visade kedjor av globuler som hade en slående likhet med kedjor som vissa bakterier bildar på jorden. ”Vi tror att dessa verkligen är mikrofossiler från Mars”, sa McKay och tillade att bevisen inte var” absolut bevis ”av tidigare marsianska liv utan snarare” pekare i den riktningen.,”
bland de sista som talade den dagen var J. William Schopf, ett universitet i Kalifornien vid Los Angeles paleobiolog, som specialiserat sig på tidiga jordfossil. ”Jag ska visa dig de äldsta bevisen på livet på denna planet”, sa Schopf till publiken och visade en bild av en 3.465 miljarder år gammal fossiliserad kedja av mikroskopiska globuler som han hade hittat i Australien. ”Det här är bevisligen fossiler”, sa Schopf, vilket innebär att NASAs marsianska bilder inte var. Han stängde genom att citera astronomen Carl Sagan: ”extraordinära påståenden kräver extraordinära bevis.,”
trots Schopf: s anteckning om skepsis trumpetades NASA-meddelandet över hela världen. ”Mars levde, rock visar meteorit har bevis på livet på en annan värld”, säger New York Times. ”Fossil från den röda planeten kan bevisa att vi inte är ensamma”, förklarade den oberoende av London.
under de senaste nio åren har forskare tagit Sagans ord väldigt mycket till hjärta. De har granskat den Marsiska meteoriten (som nu är på syn på Smithsonians National Museum of Natural History), och idag tror få att det hyste Marsiska mikrober.,
kontroversen har föranlett forskare att fråga hur de kan veta om någon blob, kristall eller kemisk oddity är ett tecken på liv—även på jorden. Adebate har blossat upp över några av de äldsta bevisen för livet på jorden, inklusive de fossiler som Schopf stolt visade 1996. Viktiga frågor står på spel i denna debatt, inklusive hur livet först utvecklades på jorden. Vissa forskare föreslår att under de första hundra miljoner åren som livet existerade, bar det liten likhet med livet som vi känner till det idag.,
NASA-forskare tar lektioner från debatten om livet på jorden till Mars. Om allt går som planerat kommer en ny generation av rovers att anlända till Mars inom det närmaste decenniet. Dessa uppdrag kommer att innehålla avancerad bioteknik utformad för att upptäcka enskilda molekyler gjorda av Marsiska organismer, antingen levande eller långa döda.
sökandet efter livet på Mars har blivit mer brådskande tack delvis till sonder av de två rovers som nu roaming Mars yta och ett annat rymdskepp som kretsar runt planeten., Under de senaste månaderna har de gjort en rad häpnadsväckande upptäckter som återigen frestar forskare att tro att Mars hyser liv-eller gjorde det tidigare. Vid en februarikonferens i Nederländerna undersöktes en publik av Mars-experter om Martian life. Cirka 75 procent av forskarna sa att de trodde att livet en gång existerade där, och av dem tror 25 procent att Mars hyser liv idag.,
sökandet efter fossila rester av primitiva encelliga organismer som bakterier tog fart 1953, när Stanley Tyler, en ekonomisk geolog vid University of Wisconsin, förbryllade över några 2,1 miljarder år gamla stenar han hade samlat i Ontario, Kanada. Hans glasartade svarta stenar som kallas cherts laddades med konstiga, mikroskopiska filament och ihåliga bollar. Att arbeta med Harvard paleobotonist Elso Barghoorn föreslog Tyler att formerna faktiskt var fossiler, kvar av gamla livsformer som alger., Innan Tyler och Barghoorns arbete hade få fossil hittats som föregick kambriska perioden, som började omkring 540 miljoner år sedan. Nu poserade de två forskarna att livet var närvarande mycket tidigare i vår planets 4,55 miljarder årshistoria. Hur mycket längre tillbaka gick det kvar för senare forskare att upptäcka.
under de närmaste decennierna hittade paleontologer i Afrika 3 miljarder år gamla fossila spår av mikroskopiska bakterier som hade bott i massiva Marina rev., Bakterier kan också bilda vad som kallas biofilmer, kolonier som växer i tunna lager över ytor som stenar och havsbotten, och forskare har funnit solida bevis för biofilmer som går tillbaka 3,2 miljarder år.
men vid tidpunkten för NASA: s presskonferens tillhörde det äldsta fossila påståendet UCLAS William Schopf, mannen som talade skeptiskt om NASA: s fynd vid samma konferens. Under 1960-talet, 70-och 80-talet, hade Schopf blivit en ledande expert på tidiga livsformer, upptäcka fossiler runt om i världen, inklusive 3 miljarder år gamla fossiliserade bakterier i Sydafrika., Sedan, 1987, rapporterade han och några kollegor att de hade hittat 3.465 miljarder-åriga mikroskopiska fossil på en plats som heter Warrawoona i västra Australien outback – de som han skulle visa på NASA presskonferens. Bakterierna i fossilerna var så sofistikerade, säger Schopf, att de indikerar att ” livet blomstrade vid den tiden, och därmed uppstod livet märkbart tidigare än 3,5 miljarder år sedan.”
sedan dess har forskare utvecklat andra metoder för att upptäcka tecken på Tidigt liv på jorden., En handlar om att mäta olika isotoper, eller atomformer, av kol; förhållandet mellan isotoperna indikerar att kolet en gång var en del av en levande sak. I 1996 rapporterade ett team av forskare att de hade hittat livets signatur i stenar från Grönland som går tillbaka 3.83 miljarder år.
tecken på liv i Australien och Grönland var anmärkningsvärt gamla, särskilt med tanke på att livet förmodligen inte kunde ha kvarstått på jorden för planetens första hundratals miljoner år., Det beror på att asteroider bombarderade det, kokade oceanerna och sannolikt steriliserade planetens yta för cirka 3,8 miljarder år sedan. De fossila bevisen tyder på att livet uppstod strax efter att vår värld svalnat. Som Schopf skrev i sin bok Cradle of Life, hans 1987 upptäckt ”berättar att tidig utveckling fortsatte mycket långt mycket snabbt.”
en snabb start på livet på jorden kan innebära att livet också kan dyka upp snabbt på andra världar—antingen jordliknande planeter som cirklar runt andra stjärnor, eller kanske till och med andra planeter eller månar i vårt eget solsystem., Av dessa har Mars länge sett mest lovande ut.
ytan på Mars idag verkar inte som den typ av plats gästvänliga för livet. Det är torrt och kallt, störta ner så långt som -220 grader Fahrenheit. Dess tunna atmosfär kan inte blockera ultraviolett strålning från rymden, vilket skulle förstöra alla kända levande saker på planetens yta. Men Mars, som är lika gammal som jorden, kan ha varit mer gästvänlig i det förflutna. De raviner och torra sjöbäddar som markerar planeten indikerar att vatten en gång flödade där., Det finns också anledning att tro, astronomer säger, att Mars tidiga atmosfär var rik nog i värme-fångst koldioxid för att skapa en växthuseffekt, värmer ytan. Med andra ord var early Mars mycket som early Earth. Om Mars hade varit varm och våt i miljoner eller till och med miljarder år, kunde livet ha haft tillräckligt med tid att dyka upp. När förhållandena på Mars yta blev otäcka kan livet ha blivit utrotat där. Men fossiler kan ha lämnats kvar., Det är även möjligt att livet kunde ha överlevt på Mars under ytan, att döma av vissa mikrober på jorden som frodas miles under jord.
När Nasa: s Mckay presenterade sina bilder av Martian fossil till pressen den dagen 1996 var en av de miljontals människor som såg dem på TV en ung Brittisk miljö mikrobiolog som heter Andrew Steele. Han hade just fått en doktorsexamen vid University of Portsmouth, där han studerade bakteriella biofilmer som kan absorbera radioaktivitet från förorenat stål i kärnanläggningar., En expert på mikroskopiska bilder av mikrober, Steele fick McKays telefonnummer från kataloghjälp och ringde honom. ”Jag kan ge dig en bättre bild än så,” sa han, och övertygade McKay att skicka honom bitar av meteoriten. Steele analyser var så bra att han snart arbetade för NASA.
ironiskt nog underskred hans arbete NASAs bevis: Steele upptäckte att jordiska bakterier hade förorenat Mars-meteoriten. Biofilmer hade bildats och spridits genom sprickor i dess inre., Steele resultat motbevisade inte marsianska fossil direkt-det är möjligt att meteoriten innehåller både marsianska fossil och antarktiska föroreningar-men han säger, ” problemet är, hur ser du skillnaden?”Samtidigt påpekade andra forskare att icke-levande processer på Mars också kunde ha skapat de globuler och magnetitklumpar som NASA-forskare hade hållit upp som fossila bevis.
men McKay står för hypotesen att hans mikrofossiler är från Mars och säger att det är ”konsekvent som ett paket med ett eventuellt biologiskt ursprung.,”Varje alternativ förklaring måste redogöra för alla bevis, säger han, inte bara en bit i taget.
kontroversen har väckt en djup fråga i många forskares sinnen: vad tar det för att bevisa närvaron av livet för miljarder år sedan? i 2000, oxford paleontologistMartin Brasier lånade den ursprungliga Warrawoona fossil från NaturalHistoryMuseum i London, och han och Steele och deras kollegor har studerat kemi och struktur av stenar., År 2002 drog de slutsatsen att det var omöjligt att säga om fossilerna var verkliga, i huvudsak utsätta Schopf arbete till samma skepsis som Schopf hade uttryckt om fossilerna från Mars. ”Ironin var inte förlorad på mig”, säger Steele.
i synnerhet hade Schopf föreslagit att hans fossil var fotosyntetiska bakterier som fångade solljus i en grundlagun., Men Brasier och Steele och medarbetare drog slutsatsen att stenarna hade bildats i varmt vatten laddat med metaller, kanske runt en överhettad vent längst ner i havet—knappast den typ av plats där en solkärlande mikrob kunde trivas. Och mikroskopisk analys av berget, säger Steele, var tvetydig, som han visade en dag i sitt labb genom att poppa en bild från Warrawoona chert under ett mikroskop riggat till sin dator. ”Vad tittar vi på där?”han frågar, plocka en squiggle slumpmässigt på sin skärm. ”Någon gammal smuts som har fångats i en sten? Tittar vi på livet? Kanske, kanske., Du kan se hur lätt Du kan lura dig själv. Det finns inget att säga att bakterier inte kan leva i detta, men det finns inget att säga att du tittar på bakterier.”
Schopf har svarat på Steele kritik med ny forskning av sin egen. Analysera sina prover vidare fann han att de var gjorda av en form av kol som kallas kerogen, vilket skulle förväntas i rester av bakterier. Av hans kritiker säger Schopf, ” de skulle vilja hålla debatten levande, men bevisen är överväldigande.”
oenigheten är typisk för det snabbrörliga fältet., Geologen Christopher Fedo från George Washington University och geochronologen Martin Whitehouse från Naturhistoriska museet har utmanat det 3,83 miljarder år gamla molekylära spåret av lätt kol från Grönland och säger att berget hade bildats från vulkanisk lava, vilket är mycket för varmt för mikrober att motstå. Andra senaste påståenden är också under misshandel. Ayear sedan gjorde ett team av forskare rubriker med sin rapport om små tunnlar i 3,5 miljarder år gamla afrikanska stenar. Forskarna hävdade att tunnlarna gjordes av gamla bakterier runt den tid stenen bildades., Men Steele påpekar att bakterier kan ha grävt dessa tunnlar miljarder år senare. ”Om du daterade Londons tunnelbana på det sättet”, säger Steele, ” skulle du säga att det var 50 miljoner år gammal, för det är så gamla klipporna är runt den.”
sådana debatter kan verka oanständiga, men de flesta forskare är glada att se dem utvecklas. ”Vad detta kommer att göra är att få många människor att rulla upp ärmarna och leta efter fler saker”, säger MIT geolog John Grotzinger. För att vara säker handlar debatterna om subtiliteter i fossila rekordet, inte om förekomsten av mikrober för länge sedan., Även en skeptiker som Steele är ganska säker på att mikrobiella biofilmer levde 3,2 miljarder år sedan. ”Du kan inte sakna dem”, säger Steele om deras distinkta weblike filament synliga under ett mikroskop. Och inte ens kritiker har utmanat det senaste från Minik Rosing, vid Köpenhamns geologiska Museum, som har hittat kolisotopens livssignatur i ett urval av 3,7 miljarder år gammal sten från Grönland – det äldsta obestridda beviset på livet på jorden.
som står på spel i dessa debatter är inte bara tidpunkten för livets tidiga utveckling, utan den väg det tog., I September rapporterade till exempel Michael Tice och Donald Lowe från StanfordUniversity om 3.416 miljarder år gamla mattor av mikrober bevarade i stenar från Sydafrika. Mikroberna, säger de, utförde fotosyntes men producerade inte syre i processen. Ett litet antal bakteriearter gör idag detsamma-anoxigen fotosyntes det kallas – och Tice och Lowe föreslår att sådana mikrober, snarare än de konventionellt fotosyntetiska som studerats av Schopf och andra, blomstrade under livets tidiga utveckling., Att räkna ut livets tidiga kapitel kommer att berätta för forskare inte bara en hel del om vår planets historia. Det kommer också att vägleda deras sökande efter tecken på liv någon annanstans i universum-börjar med Mars.
i januari 2004 började NASA Rovers Spirit and Opportunity rulla över marsianlandskapet. Inom några veckor hade möjlighet hittat de bästa bevisen ännu att vatten en gång flöt på planetens yta. Kemin av sten som den samplade från en slätt som heter Meridiani Planum indikerade att den hade bildats miljarder år sedan i ett grunt, långt försvunnet hav., Ett av de viktigaste resultaten av rover-uppdraget, säger Grotzinger, en medlem av rover science team, var robotens observation att stenar på Meridiani Planum inte verkar ha krossats eller kokats i den grad att jordstenar av samma ålder har varit— deras kristallstruktur och skiktning förblir intakta. En paleontolog kunde inte be om en bättre plats att bevara en fossil i miljarder år.
det senaste året har väckt en uppsjö av tantalizing rapporter. En banbrytande sond och markbaserade teleskop upptäckte metan i Mars atmosfär., På jorden producerar mikrober rikliga mängder metan, även om det också kan produceras av vulkanisk aktivitet eller kemiska reaktioner i planetens skorpa. I februari tävlade rapporter genom media om en NASA-studie som påstås dra slutsatsen att Martian metan kan ha producerats av underjordiska mikrober. NASA: s huvudkontor svepte snabbt in—kanske oroade sig för en upprepning av media frenzy som omger den Marsiska meteoriten—och förklarade att den inte hade några direkta data som stödde påståenden för livet på Mars.,
men bara några dagar senare meddelade europeiska forskare att de hade upptäckt formaldehyd i den Marsiska atmosfären, en annan förening som på jorden produceras av levande saker. Kort därefter släppte forskare vid Europeiska rymdorganisationen bilder av Elysium Plains, en region längs Mars ekvator. Strukturen i landskapet, hävdade de, visar att området var ett fruset hav bara några miljoner år sedan—inte länge, i geologisk tid. Afrozen havet fortfarande vara där idag, begravd under ett lager av vulkaniskt damm., Medan vatten ännu inte finns på Mars yta, säger vissa forskare som studerar Martian gullies att funktionerna kan ha producerats av underjordiska akviferer, vilket tyder på att vatten och de livsformer som kräver vatten kan döljas under ytan.
Andrew Steele är en av forskarna som designar nästa generations utrustning för att sondera för livet på Mars. Ett verktyg han planerar att exportera till Mars kallas en mikroarray, en glasskiva på vilken olika antikroppar är fästa., Varje antikropp känner igen och spärrar på en specifik molekyl, och varje punkt av en viss antikropp har riggats för att glöda när den hittar sin molekylära partner. Steele har preliminära bevis för att mikroarrayen kan känna igen fossila hopaner, molekyler som finns i bakteriens cellväggar, i resterna av en 25 miljoner år gammal biofilm.
i September reste Steele och hans kollegor till den robusta arktiska ön Svalbard, där de testade verktyget i områdets extrema miljö som en förspel för att distribuera det på Mars., Som beväpnade Norska vakter höll utkik efter isbjörnar, forskarna tillbringade timmar sitter på kyliga stenar, analysera fragment av sten. Resan var en framgång: mikroarrayantikropparna upptäckte proteiner gjorda av hårda bakterier i rockproverna, och forskarna undvek att bli mat för björnarna.
Steele arbetar också på en enhet som heter MASSE (Modular Assays for Solar system Exploration), som är preliminärt tänkt att flyga på en 2011 Europeiska rymdorganisationen expedition till Mars., Han föreställer rover krossning stenar i pulver, som kan placeras i MASSE, som kommer att analysera molekylerna med en mikroarray, söker efter biologiska molekyler.
Tidigare, 2009, NASA kommer att lansera Mars Science Laboratory Rover. Den är utformad för att inspektera ytan av stenar för märkliga texturer kvar av biofilmer. Mars lab kan också leta efter aminosyror, byggstenar av proteiner eller andra organiska föreningar. Att hitta sådana föreningar skulle inte bevisa existensen av livet på Mars, men det skulle stärka fallet för det och sporra NASA-forskare att titta närmare.,
svårt eftersom Mars-analyserna kommer att bli, blir de ännu mer komplexa av hotet om förorening. Mars har besökts av nio rymdfarkoster, från Mars 2, en Sovjetisk sond som kraschade in i planeten 1971, till NASA: s Möjlighet och Ande. Någon av dem kan ha liftat med jordmikrober. ”Det kan vara så att de kraschlandade och gillade det där, och då kunde vinden blåsa dem överallt”, säger Jan Toporski, en geolog vid Kiels universitet, i Tyskland., Och samma interplanetära spel av stötfångare bilar som störde en bit av Mars till jorden kan ha duschat bitar av jorden på Mars. Om en av de markbundna stenarna var förorenad med mikrober, kan organismerna ha överlevt på Mars—åtminstone en gång-och lämnat spår i geologin där. Fortfarande är forskare övertygade om att de kan utveckla verktyg för att skilja mellan importerade jordmikrober och Marsiska.
att hitta tecken på liv på Mars är inte det enda målet. ”Om du hittar en beboelig miljö och inte hittar den bebodd, så säger Det dig något”, säger Steele., ”Om det inte finns något liv, Varför finns det inget liv? Svaret leder till fler frågor.”Den första skulle vara det som gör livet överflödande jorden så speciell. I slutändan kan ansträngningen som hälls för att upptäcka primitivt liv på Mars visa sig vara det största värdet här hemma.