A类 1976年7月，午夜时分，在帕萨迪纳一间闷热的房间里，海盗火星小组成员蜷缩在一台笨重单调的电脑显示器旁，紧张地等待着世界上第一个成功的火星探测器着陆器的第一批数据，这是唯一一个专门设计用来探测生命的火星着陆器。 在接下来的几周里，维京人的第一次生命探测实验都有了显著的特征。 随着数据逐渐传回太空操作设施，很明显，当有机化合物添加到火星土壤中时，会释放二氧化碳，但当混合物过热时不会释放。 这是一个生命的信号，也是地球上实验发生的事情。 当水被添加到土壤中时，氧气被释放出来，就像在地球上一样。 远程探测器在前两次实验中发现了生命迹象。 第三个实验加热土壤，就像在烤箱里加热食物一样，结果是混合的。
然而，随着第四次实验中相互矛盾的数据的出现，争论愈演愈烈。声称火星上有生命将是史无前例的。 如果他们错了，没有一个团队成员会忍气吞声。 任何事情都比你脸上带着傲慢的笑容出击要好。 然而，在世界上大多数观看者都不知道的情况下，在原始维京登陆器上进行的四次实验中，有三次可能被解释为微生物检测呈阳性，得出的结果与在地球上进行数千次检查时的结果相同。 研究员帕特里夏·斯特拉特（Patricia Straat）告诉另一位任务人员吉尔·莱文（Gil Levin）：“这就是生活！”
然而，第四次实验使用了詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock）使用的那种气相色谱仪和一种测量分子大小的精密仪器——质谱仪，结果表明火星上没有生命，不仅如此，而且绝对没有有机物。 这是一个惊人的结果：有机物存在于太空小行星、彗星、流星和星际尘埃中。 不仅如此，实验还表明火星表面有毒或会自我消毒。 任务科学家们进行了激烈的争论，NASA最终决定谨慎行事。 他们总结道，由于地球土壤的强氧化剂，表面必须是自我消毒的，这也有助于使其呈现红色。 维京人发现了一颗贫瘠、被风吹红的星球，布满陨石坑，寒冷而死亡，就像月亮一样。
一些任务科学家不同意，坚持认为第四次实验只是失败了，因为它在地球测试中经常失败。 包括莱文在内的一群活动家写信和发言，鼓励美国宇航局发布完整的维京海盗数据。 在美国宇航局2016年庆祝该任务40周年之际，他再次发出呼吁。 他预测“好奇号”火星探测器会发现复杂的有机物，事实确实如此。 他告诉我，当他看到好奇号探测到甲烷爆炸时，他发现甲烷的消失速度太快，不可能是紫外线辐射造成的：“这种消失可能是由甲烷氧化菌引起的，它使用甲烷，形成一个完美的小生态循环。”
其他火星探测器给出了相互矛盾的结果。 美国国家航空航天局（NASA）在21世纪初推出的机遇号（Opportunity）和勇气号（Spirit）火星车是由地质学家和工程师而非生物学家设计和建造的，其报告让包括我在内的全世界数百万粉丝为之震撼。 水的证据来自2008年的凤凰号着陆器，其相机拍摄到其冰冷的钢腿上有清晰的水滴。 模拟结果表明，要么水凝结在风吹的高氯酸钙颗粒周围，后者是一种盐类矿物，其特性使其能够清除大气中的水分，要么着陆搅动了表面下的脏冰，水滴在腿上形成并融化。 密歇根大学的任务科学家尼尔顿·雷诺（Nilton Renno）说，关键是“在地球上，到处都有液态水，到处都是微生物。”。
突然间，每个人都对什么能生活在冰封的湖泊或平原上，或是地球表面下数英里的偏远洞穴或矿场中感兴趣。
自相矛盾的是，寻找有希望的火星碎片的最佳地点之一是地球。 沿着冰冻的白色南极漫步，你会看到火星上的小石块。 事实上，每年约有10磅重的火星岩石落到地球上。 如果一颗大型陨石撞击火星，它会将岩石碎片抛向太空，超出这颗小行星的引力范围。 作为这颗行星最近的邻居，我们自己的更大的行星会发现，它的重力会捕获一些落在地球表面的岩石，这些岩石最容易在南极等贫瘠、冰封的地区找到。 它们的真实性是由对其防震玻璃的化学分析决定的，防震玻璃是岩石原始的熔化玻璃状物质。 如果一块石头的防震玻璃中含有与火星大气完全相同的气体混合物，那么在许多火星探测器中都能找到这种混合物，那么它就是来自火星的。
1996年，美国宇航局研究员戴夫·麦凯（Dave McKay）和他的团队在南极洲发现了一块著名的火星陨石ALH 84001上的微小变形，声称他们发现了微生物化石。 如今，大多数人认为这不太可能。 但在亿万年前，火星的海洋和河流中肯定有丰富的水，液体的矿化残留物在行星上清晰可见——漫滩、冲积盆地，甚至是久旱的大河中的牛轭形曲线。 1887年天文学家路易吉·斯齐亚帕雷利（Luigi Schiaparelli）对早期望远镜观测到的大裂谷最初命名为 康纳利 意大利语中的“渠道”（尽管英语研究人员将其错误地翻译为“渠道”）。 世纪之交，在亚利桑那州，珀西瓦尔·洛威尔（Percival Lowell）认为他瞥见了活跃的火星河流，这些河流的植被呈现出季节性变化。 事实上，许多探测器都拍摄到了火星峡谷晨雾的图像。 埃德加·赖斯·巴勒斯（Edgar Rice Burroughs）抓住了洛厄尔的主张 泰山 书，写了20世纪20年代和30年代的古怪系列 火星公主 科幻小说让一代又一代的美国年轻人去冒险。 洛厄尔看到的是镜子上的瑕疵。 当巴勒斯为一位好莱坞女演员与妻子离婚时，他所看到的是公众易受骗的金矿。
后来，NASA的探测器产生了令人困惑的结果。 20世纪60年代的“水手号”探测器强烈表明，火星稀薄寒冷的大气层不可能存在纯净的液态水，尽管最后一颗轨道飞行器清楚地描绘出了古代河流和海洋的河床。
2010年，亚利桑那大学一名研究火星轨道飞行器图像的本科生在山脊上发现了间歇性的暗色条纹，然后消失，就像在季节性流动中一样。 Lujendra Ojha在这些令人困惑的现象中注意到的是高分辨率成像科学实验（HiRISE）。 数十处地点出现了渗水的黑色溪流。 Ojha兴奋地将HiRISE观测结果与火星矿物地图配对。 光谱仪的观察结果显示，在几个位置存在水合盐，但只有当黑暗特征出现并变宽时。 Ojha和研究小组使用轨道飞行器的紧凑型侦察成像光谱仪，分析了条纹反射的光线，在条纹中检测到痕量的高氯酸钠或高氯酸镁。 火星水含有天然盐水防冻剂。
想象一下，这是一个凉爽的星球，水断断续续，气候干燥，是太阳系中最大的火山。 巨型湖泊的水量与北冰洋相同，由奔腾的河流补给，这些河流在三角洲沉积了成吨的冲积沉积物。 那是早期的火星。 现在想象一下，这颗被海水覆盖的星球是一个浑身是硫磺的酸性星球，有着有毒的大气层和炽热的温室气体，既没有氧气，也没有辐射屏蔽臭氧，它被彗星撞击，然后被一颗火星大小的行星撞击，喷出足够多的岩石，形成一个巨大的月球，将地球表面掀起了摩天大楼般的高潮。 欢迎来到地球早期。
出于这个原因和其他原因，美国国家航空航天局（NASA）研究员史蒂文·本纳（Steven Benner）和其他人提出，生命起源于火星，并通过喷射物带到地球。 本纳在休斯顿国家航空航天局（Houston NASA）图书馆翻阅维京人（Viking）的旧记录本时，在40年前的记录本中发现了宝贵的线索，以证明他们在炎热的夜晚看到了什么。 他告诉我，他发现的是“大规模混乱”。通过研究古代微生物的DNA并复活它们的基因和蛋白质，Benner试图将地球上生命的起源与太阳系中生命的存在联系起来。 他在一系列论文中指出，火星具有“温暖的温度和干湿循环”的特点，使RNA构建块能够“为我们的化学反应”而集中
问题是，过去许多关于火星生命或水的说法都大错特错。 但许多古代微生物在地球上类似的冰碱环境中繁衍生息。 为此，研究人员赶往硫磺洞穴、勘察加半岛含钼和硼酸盐的温泉、黄石国家公园和北极盐湖。 他们发现的东西很诱人。
N个 ASA的克里斯·麦凯（Chris McKay）和佩内洛普·波士顿（Penelope Boston）是两位研究人员，他们正在地球上偏远、极端的前哨地区寻找微生物代谢和起源的迹象。 波士顿曾是新墨西哥州矿业与技术学院的教授，也是两位马戏团训练师的女儿，她从研究北极的微生物开始，然后转向在深洞穴中寻找微生物。 加利福尼亚州的Alison Murray在南极寻找极端微生物。 在好奇号之后，突然间，每个人都对什么能生活在冰封的湖面或平原上，或者在地球表面下数英里的偏远洞穴或矿井里感兴趣。 在她看来，火星上微生物生存的可能性正在增加，波士顿曾将其定为30%。 波士顿推断，如果在敌对的湖泊、洞穴或矿山环境中存在微小的生命形式，微生物可能会在火星的地下生存。
波士顿从该研究所洞穴和喀斯特研究项目的负责人、新墨西哥州国家洞穴和喀斯特研究所的联合创始人开始，致力于火星研究， 她帮助创建了火星地下城，并进行了一系列讨论，在这些讨论中，她开始赢得美国国家航空航天局（NASA）对火星生命存在重大可能性的怀疑。 她是如此成功，以至于2016年，航天局任命她为加利福尼亚州莫菲特场天体生物学研究所的新任所长，给了她一个激动人心的机会，让她“在很高的水平上帮助指导我所热爱的科学”，她告诉我。
来自内华达州的沙漠研究所生物化学家Alison Murray与路易斯安那州立大学地球物理学家Peter Doran一起研究了南极盐湖和冰封湖泊的微生物和古代气候，同时发现了种类繁多的古生菌和细菌。“它们做得不多，大部分时间都在冬眠。” 从南极维达湖钻取冰芯的穆雷说，“但它们就在那里。”海水下面的温度更高，但芯管从深水池中带出了冰。
这一见解将研究人员带回了美国西部，伯克利生物学家吉尔·班菲尔德在那里研究了科罗拉多河和铁山一座废弃的加利福尼亚矿山的水。 班菲尔德在一个有毒的矿渣场发现了几个新的细菌门。 关键是这些奇怪的、先前未知的微生物依赖于其他生物群落生存。 这有助于解释为什么在实验室中很少有植物生长。班菲尔德的团队在科罗拉多河附近的浅层蓄水层中工作，应用了一项新技术来寻找生物，并发现了几十种新的细菌门，实际上彻底改变了生命之树。 班菲尔德团队将789个生物体分为35个门，其中28个是新发现的，属于域内细菌。他们根据生物体的进化历史和16S rRNA基因的相似性进行分类； 那些至少有75%共同代码的人属于同一个门类。 该团队在每个级别和每个季节发现了截然不同的共生物种。
解决这个问题的唯一方法是把人送上火星。
2016年秋季，班菲尔德研究小组在科罗拉多州的一个含水层中发现了新的细菌群，使地球上已知的细菌群数量增加了一倍，这是一个巨大的地下发现，再次修订了生命之树。 班菲尔德还研究了婴儿肠道的微生物定植，并将她带到新生儿重症监护室。 她的工作，以及其他在黄石公园、智利阿塔卡马沙漠、科罗拉多州和加利福尼亚州废弃矿山，甚至是海豚嘴里的工作，促成了一棵新的生命树，发表于 自然微生物学 在过去15年中，大约有1000种以前未知的物种被添加进来。 班菲尔德发现的第二个惊喜是，几乎一半的新细菌多样性来自一个被认为只生活在共生环境中的群体。
随后，诺拉·诺夫克（Nora Noffke）点燃了对火星生命的探索。
T型 在弗吉尼亚州炎热的沿海夏季，老多米尼克大学的诺拉·诺夫克（Nora Noffke）正在研究盖尔陨石坑（Gale Crater）上的好奇号漫游车照片。 诺夫克是微生物诱导沉积结构（MISS）领域的权威，这个术语是她为咸水浅滩微生物席留下的石头图案创造的。 许多人都熟悉叠层石，即古代微生物沉积的沉积丘，但很少有人了解微生物潮垫的重要性。 在30多年的职业生涯中，诺夫克走遍了五大洲，研究并分类了十多种典型的垫子形状，从卷起的垫子到波纹痕迹，再到褶皱结构。 这些丘状叠层石成为澳大利亚、夏威夷和加勒比海浅滩的旅游目的地。 诺夫克在澳大利亚最偏远的内陆地区发现了她的失踪者。 事实上，没有人见过它们，它们是迄今为止地球上最古老的生命证据之一。
2014年夏天，美国国家航空航天局邀请诺夫克在一次会议上发言，以选择2020年月球车的着陆地点。 诺夫克对研究小组说，如果早期的地球和火星相似，那么地球上可能保存着微生物引起的沉积物。 在观众中，加州理工学院地理委员会委员肯·法利（Ken Farley）坐在椅子上。 他的团队刚刚发表了一篇论文，介绍了好奇号在前往夏普山（Mount Sharp）22公里的途中发现的火星羊皮层（Sheepbed Formation）古泥中的结构。 会后，法利把照片发给了诺夫克，问她怎么想。 她研究了Sol 126上拍摄的照片，那天是好奇号出现在羊皮床上的火星日。 她的心怦怦跳。 这些图像看起来很熟悉。 她知道随处可见微生物结构的危险趋势。 “我会提交一份假设报告，看看人们会怎么说，”她想。
这些奇怪的、先前未知的微生物依靠其他生物群落生存。
2015年1月，当她发表一篇论文，暗示火星上存在微生物生命迹象时，好奇号团队做出了强烈反应。 一位科学家说，诺夫克看到的相当于“天空中的云”。 该团队创建了一个网站来反驳诺夫克的说法。
2014年的甲烷爆炸可能是好奇号的污染。 但甲烷也是古菌等微生物产生的标志性气体。 2015年，火星勘测轨道器（Mars Reconnaissance Orbiter）观测到，在低于冰点的温度下，哈尔陨石坑（Hale Crater）周围的斜坡上流动着咸水，并通过高氯酸盐保持液态。
仇恨与日俱增。 “好奇号”团队说她在地质上弄错了。 诺夫克回应道。 “现在这是一个侵蚀的山坡，但它曾经是一个湖泊，处于完全不同的古环境中。他们说这是一条辫状河。这根本不是真的。这是蜿蜒河流系统留下的山坡。这正是地球上微生物席的所在地，在这样的地方！”
解决这个问题的唯一方法是把人送上火星。 最大的问题是携带足够的燃料从火星表面起飞，以便他们能够返回地球。 由于这个原因，第一步可能是由比尔·奈（Bill Nye）主持的行星学会（Planetary Society）提出的火星轨道上的人类。 展望未来，美国宇航局计划最早在20世纪30年代将人类送上火星，而欧洲和俄罗斯的ExoMars计划于2020年登陆，将选择一个湖床作为其地点。
俄勒冈州大学（University of Oregon）的地质学家格雷格·雷塔拉克（Greg Retallack）指出，盖尔陨石坑盆地中古代微生物活动的进一步证据表明，土壤中硫酸盐含量很高，只有在缺氧环境中，厌氧菌才能产生硫酸盐。一些“泡状结构”或气泡， 雷塔拉克在《好奇》杂志上写道，在照片中，这些照片与雨后地球上微生物产生的照片相似 地质学 对诺夫克来说，她对大科学的经历和公众对外星生命的迷恋让她感到挫伤。 她的论文只是一个假设，而不是一个全面的论据或主张，好奇号的回应让她大吃一惊。 然而，好奇心小组确实制定了一个新的路线，以便在第一次发现甲烷爆炸的季节返回甲烷爆炸现场。 也许这比其他任何事情都更能说明，这项研究对于一个包括推特和Instagram粉丝在内的受欢迎人群来说是多么重要。
出于这个原因，研究人员和粉丝们热切关注着欧洲航天局（European Space Agency）探测器夏帕雷利（Schiaparelli），该探测器于2016年秋季飞入火星轨道，并为其测试漫游者的降落做准备。 2016年10月19日，在其轨道母单元的监测下，夏帕雷利试验着陆器降落到子午线平原地区。 降落伞在12公里的高空展开，隔热板按计划在7.8公里处释放。 然后，它的惯性测量出现了错误，由于数据饱和，产生了低于地面的估计高度，惯性测量持续了一秒钟。 一秒钟的错误触发了第二个降落伞过早点火，其刹车推进器也同样如此，导致虚拟着陆器严重坠毁并解体。 这些碎片可以从美国宇航局的火星勘测轨道器上看到。
这次测试令人非常失望，但它只是一次测试。 欧洲航天局计划于2020年返回火星。
泰德·安东（Ted Anton）是德保罗大学（DePaul University）的英语教授。 他是 寻求长寿者 并已写信给 芝加哥 杂志 芝加哥论坛报， 和 出版商周刊。
经允许转载 微生物星球 作者：Ted Anton，©2017芝加哥大学出版社。 保留所有权利。
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