地球生命的起源究竟是从何而来？

科学家们对地球上生命是如何开始的有多种理论，但他们仍未完全理解导致生物出现的精确化学步骤，也不清楚最早的原始生命形式何时出现。

但如果地球上的生命并非本土起源，而是从火星陨石上来呢？ 这并不是最受欢迎的生命起源理论，但它仍是一个引人入胜的假设。下面我们来检视支持与反对的证据。

时间是一个关键因素。火星在约46亿年前形成，而地球略年轻，为45.4亿年。两颗行星的表面最初都是熔融的，随后逐渐冷却并硬化。

理论上，生命可能在两颗行星形成后不久独立出现。虽然如今火星表面可能无法支持我们所知的生命，但早期火星可能与早期地球有类似的条件。

图：NASA

早期火星似乎拥有保护性的大气层和液态水，以海洋、河流、湖泊的形式存在。它也可能是地热活跃的，拥有众多热液喷口和温泉，为生命出现提供必要条件。

然而，约45.1亿年前，一颗与火星大小、岩石组成的行星叫Theia撞击了原始地球。此次撞击导致两者熔合，然后分离成地球与其月球。如果生命在此事件之前开始，它显然无法幸存。

另一方面，火星可能没有经历一次全球熔融事件。红色星球在早期太阳系的激烈撞击中经历了不少，但证据表明这些撞击没有足够大到能完全摧毁行星——有些地区可能相对稳定。

所以，如果生命在火星形成后不久诞生，约46亿年前，它可以在至少五亿年的时间里继续进化而不受重大干扰。此后，火星的磁场崩塌，标志着火星可居住性的终结。保护性大气消失，表面暴露在极低温和来自太空的电离辐射下。

但地球呢？在形成月球的撞击后，生命何时出现？追溯生命树到根源可得一个名为Luca的微生物——所有现存生命的最后共同祖先。最近一项研究利用遗传学和地球早期生命的化石记录重建了Luca的特征，推断它在约42亿年前出现——比之前的一些估计更早。

Luca并非地球上最早的有机体，但它是当时在地球上并存的多种微生物之一。它们竞争、合作，并在元素的压力下生存，同时抵御病毒攻击。

如果在4.2亿年前就存在小而相当复杂的生态系统，那么生命必定更早出现。但多早呢？新的Luca年龄估计为地球形成后36万年、月球形成后29万年。我们所知道的是，在这29万年里，化学过程转化为生物。足够的时间让地球上的生命出现并多样化成Luca当时的生态系统吗？

火星生命起源假说规避了这个问题。根据假设，火星微生物种群可以在陨石上及时抵达地球，正好利用月球形成后对地球温和的环境。

这一时间安排对这个想法可能很方便。然而，作为一名从事该领域的研究者，我的直觉是，290万年足以让地球化学产生第一个有机体，并让生物随后多样化、变得更复杂。

Luca的重建基因组表明它可能以分子氢或简单有机分子为食物来源。结合其他证据，这提示Luca的栖息环境可能是浅海热液喷口系统或地热温泉。生命起源领域的当前观点认为，早期地球上类似的环境具有从无机物转化为生命的必要条件。

Luca还含有可保护其免受高温和紫外辐射的生化机制——这些在早期地球环境中是真正的危险。

然而，早期生命形态能否顺利完成从火星到地球的旅程尚不确定，且Luca的基因组中没有任何能表明它特别适应太空飞行的特征。

为了抵达地球，微生物必须先在火星表面撞击后幸存，然后被高速抛射出火星大气，随后在太空真空中飞行，并被宇宙射线轰击至少一年的时间。随后它们还需要承受进入地球大气层的高温以及再次撞击地表的冲击。最后一次冲击可能会把它们投射到一个不一定适合其生存的环境中。

在我看来，所有这些事件成功的可能性相当渺茫。无论化学转化为生物的难易程度如何，我认为比起在火星上发生、生命在旅途中存活、然后适应全新星球的情形，更容易的是化学直接在地球上产生生命并演化。

查看微生物是否能在星际间旅行的研究很有帮助。到目前为止，只有最坚韧的微生物能在火星与地球间存活。它们适应了辐射损伤并能通过形成孢子来抵抗脱水。

但也许，只要微生物群落被足够大陨石的内部捕获，它们就能在大多数太空极端条件下获得保护。一些计算机模拟甚至支持这一想法。正在进行更多模拟与实验室测试以进一步验证。

这引出了另一个问题——如果生命在太阳系存在的前五亿年内从火星传到地球，为什么在随后的四十亿年里没有从地球扩散到整个太阳系？也许我们并不是火星人。

勇编撰自论文"The nature of the last universal common ancestor and its impact on the early Earth system".nature ecology & evolution.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。