發現過程
1984年12月27日,當羅伯特·斯科爾開著電動雪撬穿越南極洲的冰川時,她注意到了有一塊不同尋常的石頭,其大小和形狀猶如一張相片。當時,斯科爾是國家自然科學基金會隕石搜尋小組的成員。儘管覺得這塊石頭看起來“有點怪”,她還是揀起了它,希望它能增加到在該地區所搜尋到的隕石集中。由於南極大陸的絕大部分都被幾英里厚的冰雪所覆蓋,因此,在該大陸表面上所發現的石頭有很高的比例都被當成隕石。科學家給該4磅重的石塊編號為 ALH84001(ALH指南極洲的阿蘭山,84指1984年,001指當年編號的第一塊隕石)。
“根據科學家已經為其建立好的令人興奮的傳記檔案, ALH84001是在13000年前被地球俘獲的。當時,它尖嘯著穿過地球的大氣層,墜落在南極洲的冰天雪地上。最近的冰層運動,又將其帶上了地表。在墜落之前,它一直以紊亂的軌道環繞太陽1600萬年了(根據一項對其宇宙射線暴露情況的研究)。在此之前,它經歷了一次火星撞擊事件,但它沒有遭受到使其臨近石塊變得粉碎的直接撞擊、並在被推起時免遭了整個爆炸力的毀壞。 1994年,緊隨 ALH84001由“奇怪”狀態到以成員身份登堂入室進入火星隕石集之後,它即得到了進一步的認證,並被劃分為12塊隕石中年代最久遠者。實際上,它是現在已知的來自所有行星包括地球上的石頭中的最古老者。 哈維和田納西大學的哈里·麥可斯溫在《自然》雜誌上發表了一篇分析性文章,根據他們所掌握的事實得出了該隕石包含的是非水生物質的結論。不用說,這類結論很少能引起傳媒的關注。 一個月之後,麥肯的9名科學家小組在《科學》雜誌上的一篇研究性文章中公布了與其完全不同的結論。文章的作者們聲稱,“它們就是早期火星上的原始生命的證明”。當該文章的內容於1996年8月7日泄露出去之後,這一塊看起來有些怪的小石頭一下子就開始忙碌起來了,它不但占據了報紙和晚間新聞的頭條、影響到幾十億美元的預算決策,還得到了國會領袖們和總統的極大關注。一開始以為這塊隕石是來自4 Vesta小行星的,但後來證實是來自火星的。因為科學家從這塊隕石中發現了微生物化石,引起了人們對地外生命的強烈討論和探 索。當時的美國總統柯林頓聽到這個訊息之後專門發表了一個發布會,引發了探索地外生命為主體的熱潮。
ALH 84001被認為是太陽系最古老的石頭,形成於45億年之前,在39-40億年之前受到很嚴重的撞擊,但仍然還在火星表面,大概在1.5億年之前再次受撞擊脫離火星,在經歷漫長的星際旅行之後,在13000年之前到達地球。
假想的生物特徵
1996年8月6日,當美國宇航局的David S. McKay的科學文章發表,宣稱ALH84001隕石可能含有火星生命痕跡,變得具有新聞價值。
在電子顯微鏡掃描下,有些科學家將ALH 84001解釋為類似細菌的生命形態的化石。在ALH84001上發現的結構直徑為20-100納米,其尺寸與理論納米細菌相似,但小於其發現時已知的任何細胞壽命。如果這些結構是化石生命體,如所謂生物學假說的形成所提出的那樣,它們將成為存在外星生命的第一個有力證據,除了其起源是陸地污染的機會之外。
宣布可能的外星生命引起了相當大的爭議。當這個發現被宣布時,很多人立即猜測,化石是世界各地地球上生命頭條新聞的第一個真實證據,甚至促使美國總統比爾·柯林頓正式電視公告來紀念這個事件。
NASA的David S. McKay認為,在其他火星隕星中發現的微生物地球污染物可能與ALH84001中的微觀形狀不相似。特別是,ALH84001中的形狀看起來是內生的或嵌入本土的材料,而很可能是污染。雖然還沒有最終證明隕石的特徵是如何形成的,但實驗室已經重新創建了類似的特徵,沒有由D.C. Golden領導的團隊的生物投入。大衛·麥凱(David McKay)表示,這些結果是以不切實際的純原料為起點獲得的,“不會解釋我們在ALH84001中描述的許多特徵。”據McKay說,一個合理的無機模型“必須同時解釋我們和其他人建議的這種隕石可能的生物物質的所有屬性。”科學界的其他人不同意McKay的意見。
在2009年11月,包括麥凱在內的詹森航天中心的一個科學家團隊認為,自從原始論文發表以來,生物基因假設“被其他火星隕石中存在豐富的化石樣結構”進一步加強。“需要]然而,科學的共識是,“形態本身不能被明確地用作原始生命檢測的工具”。形態的解釋是眾所周知的主觀性,其單獨使用導致了許多錯誤的解釋。
RNA世界假說
關於1999年微生物尺寸極限的研討會發現,儘管現代納米細菌的體積不能比直徑250±50nm的球體內部更小,但可能是基於單一聚合物體系的原始微生物。他們引用了基於RNA的生命的例子,核酶(催化RNA)取代了更大的核糖體作為細胞複製的酶。細胞也不會有蛋白質,並且不需要將DNA翻譯成mRNA。結果可能是直徑小於50nm的球體的細胞。這些RNA世界細胞是彌合非生物化學與現代細胞之間差距的建議之一。
他們給出的主要建議可以解釋小尺寸問題:
死亡後細胞可能收縮;
化石可能是較大生物的碎片的遺骸;
它們可以是取決於宿主的病原體或共生體;
他們可以生活在不能獨立生存的較小細胞的財團;
它們可以基於與我們所理解的生物系統不同(例如RNA世界細胞)。
RNA世界假說仍在考慮之中,史蒂芬·本納(著名作為第一人在許多其他成就中合成基因)和保羅·戴維斯(Paul Davies)在2012年發表、由劍橋大學出版社出版的《天體生物學前沿》一書中“邁向生活理論”一章中支持RNA世界假說。