旃蒙-从未见过的汽车大小的史前“千足虫”头部解开了进化之谜
（图片来源：uux.cn/Mickal Lhé
【菜科解读】
这只6.5英尺长（2米）的节肢动物的头部是在数百年来发现不完整化石后首次被发现的。
（图片来源：uux.cn/Mickaël Lhéritier、Jean Vannier和Alexandra Giupponi（LGL-TPE，里昂克劳德·伯纳德大学1））
（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（Sierra Bouchér）：一项新的研究报告称，由于两块保存完好的化石，一种汽车大小、千足虫般的生物——有史以来最大的节肢动物——的脸终于被发现了。
节肢动物Arthropleura生活在3.46亿至2.9亿年前古生代晚期赤道附近的森林中。
在当时富氧的大气中，节胸膜可以长到8.5英尺（2.6米）长，重量超过100磅（45公斤）。
“节胸膜……自18世纪以来就已为人所知，100多年来，我们还没有发现一个完整的头部，”该研究的第一作者、法国克劳德·伯纳德·里昂第一大学的古生物学家Mickaël Lheritier告诉《生活科学》。
“现在，有了完整的头部，你可以看到下颌骨和眼睛，这些特征可以[帮助我们理解]这种[生物]在进化中的位置。
”
几十年来，这种巨型节肢动物一直困扰着古生物学家。
节肢动物的身体具有千足虫的特征。
但如果没有头部，科学家们就无法理解这种生物与千足虫和蜈蚣等现代节肢动物的关系。
虽然这两种现代生物可能看起来很相似，但它们实际上是在4.4亿年前分化的，远在节肢动物出现之前。
古生物学家想知道Arthropleura是千足虫群还是蜈蚣群的成员。
西弗吉尼亚大学的古生物学家詹姆斯·拉姆斯德尔（James Lamsdell）没有参与这项研究，他在同一期刊上发表的一篇附带文章中写道，节胸膜的家谱争议“以其亲缘关系的激烈辩论为特征”。
但随着完整头部的发现，“Anthropleura之谜现在似乎已经解开。
”
CT扫描几乎发现了在法国Montceau-les-Mines Lagerstätte化石遗址的岩石中发现的两个幼年节胸膜的化石头部。
CT扫描显示，头部侧面突出了一双独特的带柄眼睛；轻轻弯曲的触角；还有像蜈蚣一样的小下颌。
这些特征共同构成了蜈蚣和千足虫样特征的混淆融合。
蓝色的Arthropleura带柄的眼睛可能表明，幼体在成为陆地上生活的成年人之前，会在水中度过一段时间。
（图片来源：uux.cn/Mickaël Lhéritier（LGL-TPE，克劳德·伯纳德里昂大学1）和文森特·费尔南德斯（ESRF））
拉姆斯德尔说：“这些细节加在一起，可能会给节胸膜留下比以前更多的困惑。
”。
“但节胸膜看似嵌合的性质实际上是重要的证据，可能有助于回答关于[这些物种的进化]的一个基本问题。
”
根据解剖特征，古生物学家最终将节肢动物归类为与千足虫科关系最密切的物种。
然而，在千足虫或蜈蚣科中从未见过被跟踪的眼球。
节肢胸膜被广泛认为是陆生的，但眼柄通常存在于半水生或完全水生的动物中，如甲壳类动物。
拉姆斯德尔建议，因为头部属于幼年动物，所以解释可能在于动物的生命阶段。
幼年时，Arthropleura可能在水中待了更长的时间，成年后失去了带柄的眼睛。
勒里蒂埃说：“被跟踪的眼睛仍然是一个很大的谜，因为我们真的不知道如何解释这一点。
”
火星岩石中的强碳信号是否表明可能存在生物活动
因此，只要我们在火星这样的地方检测到强烈的碳信号那么就可能表明有生物活动。
那么火星岩石中的强碳信号是否表明有某种类型的生物过程？当在寻找生命的时候，任何强的碳信号都是耐人寻味的。
它是我们所知的所有生命形式中的一种常见元素。
但有不同类型的碳，并且碳可能因为其他原因在环境中变得集中。
这并不自动意味着生命涉及碳的特征。
碳原子总是有六个质子，但中子的数量可以不同。
具有不同中子数的碳原子被称为同位素。
有三种碳同位素自然出现。
C12和C13是稳定的，而C14是一种放射性核素。
C12有六个中子，C13有七个中子，而C14有八个中子。
当涉及到碳同位素时，生命更喜欢C12。
它们在光合作用中使用它或用来代谢食物。
原因相对简单。
C12比C13少一个中子，这意味着当它跟其他原子结合成分子时，在同样的情况下，它的连接数比C13要少。
生命本质上是懒惰的，它总是会寻求最简单的方法来做事情。
C12更容易使用，因为它形成的键比C13少，它比C13更容易得到，而且当有更容易的方法时生命永远不会采取困难的方法。
好奇号探测器正在火星的Gale环形山努力工作以寻找生命的迹象。
它钻进岩石、提取粉碎的样本并将其放入其机载化学实验室。
好奇号的实验室被称为SAM。
在SAM中，火星车使用热解法来烘烤样品，然后将岩石中的碳转化为甲烷。
热解是在惰性氦气流中进行的，这样可以起到防止发生任何污染的情况发生。
随后，它会用一个名为可调谐激光光谱仪(TLS)的仪器探测气体来寻找甲烷中的碳同位素。
好奇号SAM背后的团队用这种方法观察了24个岩石样本，最近它发现了一些值得注意的事情。
其中6个样本显示出C12和C13的比例升高。
跟地球上的C12/C13比率参考标准相比，来自这六个地点的样本中C12的含量多出千分之七十以上。
在地球上，98.93%的碳为C12，而C13形成了剩下的1.07%。
发表在《PNAS》上的一项新研究提出了这些发现。
它的标题是 《Depleted carbon isotope compositions observed at Gale crater, Mars》，第一作者为来自宾夕法尼亚州立大学的好奇号科学家Christopher House。
这是一个令人兴奋的发现，如果这些结果是在地球上获得的，它们将预示着一个生物过程产生了大量的C12。
在古代地球上，地表细菌产生甲烷作为副产品。
它们被称为甲烷菌，它们是来自古细菌领域的原核生物。
今天，甲烷菌仍存在于地球上--在缺氧的湿地、反刍动物的消化道以及像温泉这样的极端环境中。
这些细菌产生的甲烷会进入大气层，然后跟紫外线发生作用。
这些相互作用产生了更复杂的分子并雨点般地落在地球表面。
它们和它们的碳特征一起被保存在地球岩石中。
同样的事情可能发生在火星上，如果是这样，它可以解释好奇号的发现。
“我们在火星上发现了一些令人感兴趣的东西，但我们真的需要更多的证据来说明我们已经发现了生命，”好奇号火星实验室样品分析的前首席调查员Paul Mahaffy说道，“因此，我们正在研究，如果不是生命，还有什么可能造成我们所看到的碳特征。
”研究人员们在他们的论文中道：“对于在进化的甲烷中观察到的异常贫化的13C，有多种合理的解释，但没有进一步的研究就无法接受单一的解释。
”理解像这样的碳信号的困难之一是我们所谓的地球偏见。
科学家对大气化学和相关事物的了解大多是基于地球的。
因此，当涉及到火星上这个新发现的碳特征时，科学家们会发现要保持他们的思想开放并接受火星上可能不存在的新的可能性则成为了一个挑战。
参与碳研究的戈达德天体生物学家Jennifer L. Eigenbrode指出：“最困难的事情是放下地球、放下我们的那种偏见，真正尝试去了解火星上的化学、物理和环境过程的基本原理。
”此前，Eigenbrode曾带领好奇号科学家组成的国际团队在火星表面发现了无数的有机分子--含有碳的分子。
“我们需要打开思路，跳出框框，”Eigenbrode说道，“而这正是这篇论文所做的。
”研究人员在他们的论文中指出了对不寻常的碳特征的两种非生物解释。
其中一个涉及到分子云。
分子云假说指出，我们的太阳系在数亿年前经过了一个分子云。
这是一个罕见的事件，但它约每1亿年发生一次，所以科学家们不能不去考虑它。
分子云主要是分子氢，但其中可能富含好奇号在Gale环形山探测到的那种较轻的碳。
分子云会导致火星急剧冷却，在这种情况下导致冰川运动。
冷却和冰川会阻止分子云中的轻质碳跟火星上的其他碳混合从而形成高浓度的C12沉积。
该论文指出--“冰川期的冰川融化和冰川期后的冰川退缩应该在冰川地貌表面留下星际尘埃颗粒。
”这个假设是合理的，因为好奇号在山脊的顶部发现了一些升高的C12含量--如Vera Rubin山脊的顶部和Gale环形山的其他高点。
论文指出，这些样本是从各种岩性中收集到的，另外在时间上分布在迄今为止的任务操作中。
尽管如此，分子云假说是一个不太可能的事件链。
另一个非生物假说则涉及紫外线。
火星大气中95%以上是二氧化碳，在这种情况下，紫外线会跟火星大气中的二氧化碳气体发生作用从而产生新的含碳分子。
这些分子会落在火星的表面并成为那里的岩石的一部分。
这个假说类似于地球上甲烷菌间接产生C12的方式，但它完全是非生物的。
“这三种解释都符合数据，”论文的第一作者Christopher House说道，“我们只是需要更多的数据来排除它们。
”“在地球上，会产生我们在火星上探测到的碳信号的过程是生物性的，”House补充道，“我们必须了解同样的解释是否适用于火星或是否有其他解释，因为火星非常不同。
”几乎一半的好奇号样品的C12含量意外地升高了。
它们不仅高于地球的比例，也高于科学家在火星陨石和火星大气中发现的比例。
这些样本来自Gale环形山的五个地方，所有的地方都有一个共同点：它们有古老的、保存良好的表面。
不过科学家们仍在学习火星的碳循环，并且有很多我们仍然一无所知。
根据地球的碳循环对火星的碳循环做出假设是很诱人的。
但碳可能以我们甚至还没有猜到的方式在火星上循环。
无论这种碳特征最终是否成为生命的信号，在了解火星的碳特征时它仍是宝贵的知识。
“界定火星上的碳循环绝对是试图了解生命如何融入该循环的关键，”驻华盛顿特区卡内基科学研究所的好奇号科学家Andrew Steele说道，“我们已经在地球上真正成功地做到了这一点，但我们刚刚开始为火星界定该循环。
”但根据地球的碳循环得出火星的结论并不容易。
Steele清楚地表明了这一点--“地球上的碳循环有一大块涉及到生命，并且由于生命的存在，地球上的碳循环有一大块我们无法理解，因为我们所看到的任何地方都有生命。
”眼下，好奇号仍在火星上工作，并且还将持续一段时间。
这些样本的意义以及对火星碳循环的更好理解就在前方。
好奇号将对更多的岩石进行采样以测量碳同位素的浓度。
它将从其他保存完好的古代表面取样岩石看看结果是否与这些相似。
理想情况下，它将会遇到另一个甲烷羽流并对其进行采样，但这些事件是不可预测的并且也没有办法为其做好准备。
不管怎样，这些结果将有助于为毅力号在Jezero火山口的样品采集提供信息。
毅力号可能会确认类似的碳信号，甚至确定它们是否是生物信号。
实际上，毅力号也在收集样本以送回地球。
科学家们将比火星车上的实验室更有效地研究这些样本。
对火星古代生命的研究是一个诱人的前景，但至少现在，它仍是不确定的。
火星生命的迹象对火星车来说可能太难以捉摸无法探测到
这张照片是由火星车机械臂上的沃森相机在2023年1月20日拍摄的，这是该任务的第684个火星日，或sol。
(Image credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS)（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（By Charles Q. Choi）：一项新的研究发现，目前探索火星的机器人可能无法探测红色星球上潜在的生命痕迹。
近半个世纪前，美国国家航空航天局(NASA)向火星发射的两颗海盗号轨道飞行器发现，这颗红色星球在其历史早期，大约30亿至40亿年前，其表面存在液态水。
后来的任务支持了这些发现，表明生物可能曾经生活在那里，而且可能仍然存在，因为几乎在地球上任何有水的地方都能发现生命。
然而，美国宇航局的两个海盗着陆器在火星土壤中没有检测到明确的本地有机化学物质，即使是十亿分之一的水平。
即使是美国宇航局最新的高度先进的仪器“好奇号”和“坚韧号”也仅仅在古老的火星湖床和河流三角洲中发现了简单有机分子的痕迹。
而这些化合物并不是生命的确凿证据；科学家强调，它们可能是由地质过程产生的。
仍然不确定的是，搜寻火星上过去或现在生命的努力没有成功，是因为这颗红色星球一直都很贫瘠，还是因为发送到那里的探测器不够敏感，无法探测到现场的任何生命。
为了帮助解开这个谜，科学家们测试了目前或可能被送往火星的仪器以及高度敏感的实验室设备。
研究人员分析了红石的样本，红石是智利阿塔卡马沙漠中一个河流三角洲的遗迹，阿塔卡马沙漠是地球上最古老和最干燥的沙漠之一。
这些沉积物形成于大约1亿至1.6亿年前的高度干旱条件下，非常类似于火星的杰泽罗陨石坑，毅力号目前正在对其进行调查。
红石经常经历为生活在那里的微生物提供水分的雾。
科学家们使用的最先进的实验室技术发现了一种生物化学物质的混合物，这种混合物来自那里已经灭绝的微生物和活着的微生物。
在红石检测到的DNA序列中，约有一半来自“黑暗微生物群”——即研究人员尚未正确描述的微生物。
然而，目前在火星上或计划在火星上使用的测试平台版本的仪器——包括一个比好奇号上的仪器灵敏10倍的仪器——几乎无法检测到红色石头样本中的有机生命迹象。
该研究的主要作者、马德里天体生物学中心的Armando Azua-Bustos告诉Space.com说:“我原本预计，我们为了检测红石生命证据而测试的试验台仪器会更好，我们知道这些仪器使用的是任何微生物实验室都可能找到的工具。
”“而他们没有。
”这些发现表明，如果微生物生命在数十亿年前确实存在，火星探测器将很难(如果不是不可能)检测到预期今天在红色星球上存在的低水平有机物。
“我们仍在学习如何探测火星上存在生命的证据，”阿祖阿-布斯托斯说。
“目前送往那里的仪器有其局限性。
但这并不是因为它们设计糟糕。
我们仍处于学习曲线上。
”研究人员建议，未来的火星任务应该旨在将样本从红色星球返回地球，在那里他们可以通过科学家拥有的最先进的设备进行测试，以帮助解决火星上是否曾有生命存在的难题。
顺便说一下，美国国家航空航天局和欧洲航天局的目标就是这样做，最早在2033年将毅力号收集的材料运回地球。
未来的研究可以分析红石的黑暗微生物群。
阿祖阿-布斯托斯说，这些微生物要么与任何已知的微生物如此不同，以至于它们无视当前的类别，要么它们是数百万年前有水时曾经生活在该地区的生命的残余，“现在没有任何亲属可以与它们进行比较”。
总的来说，阿祖阿-布斯托斯指出，红石很可能还有待发现。
他说，这项新工作“就像在纽约的一条街道上取样，来描绘整个纽约的特征”。
科学家们周二(2月21日)在《自然通讯》杂志上在线详细介绍了他们的发现。
