夏威夷大學(xué)開發(fā)的工具可以探測(cè)地球及其他地方的古代生命

夏威夷大學(xué)馬諾阿分校的研究人員開發(fā)的一種創(chuàng)新科學(xué)儀器有望在地球和其他行星上尋找存在或滅絕的生命時(shí)改變游戲規(guī)則。

該儀器稱為緊湊型彩色生物探測(cè)器，它使用專門的相機(jī)掃描大面積生物材料的熒光信號(hào)，如氨基酸、化石、沉積巖、植物、微生物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。該儀器已成功用于檢測(cè)位于科羅拉多州、懷俄明州和猶他州的 34-56 百萬(wàn)年歷史的綠河巖層魚類化石中的這些生物殘留物。

研究結(jié)果發(fā)表在《自然科學(xué)報(bào)告》上。

“Biofinder 是同類系統(tǒng)中的第一個(gè)，” UH Mānoa海洋與地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院夏威夷地球物理和行星學(xué)研究所的首席儀器開發(fā)人員和研究員Anupam Misra說(shuō)。“目前，沒(méi)有其他設(shè)備可以在白天檢測(cè)巖石上微量的生物殘留物。Biofinder 的其他優(yōu)勢(shì)在于它可以在幾米的距離內(nèi)工作、拍攝視頻并且可以快速掃描大面積區(qū)域。”

在其他行星上尋找生命是宇航局和其他國(guó)際航天機(jī)構(gòu)進(jìn)行的探索任務(wù)的主要目標(biāo)之一。

“如果將 Biofinder 安裝在火星或其他行星上的漫游車上，我們將能夠快速掃描大面積區(qū)域以檢測(cè)過(guò)去生命的證據(jù)，即使該生物體很小，不容易用我們的眼睛看到，并且已經(jīng)死了數(shù)百萬(wàn)年，”米斯拉說(shuō)。“我們預(yù)計(jì)，熒光成像對(duì)于宇航局未來(lái)探測(cè)有機(jī)物和其他行星上是否存在生命的任務(wù)至關(guān)重要。”

米斯拉和他的同事正在申請(qǐng)一個(gè)機(jī)會(huì)，將 Biofinder 送到未來(lái)的NASA任務(wù)中。

“Biofinder 的能力對(duì)于NASA的行星保護(hù)計(jì)劃至關(guān)重要，用于準(zhǔn)確和無(wú)創(chuàng)地檢測(cè)進(jìn)出地球的微生物或外星生物危害等污染物，”團(tuán)隊(duì)生物學(xué)家兼合作伙伴 Sonia J. Rowley說(shuō)。該研究的作者。

“這些生物標(biāo)志物的檢測(cè)將構(gòu)成地球以外生命的開創(chuàng)性證據(jù)，”米斯拉說(shuō)。盡管 Biofinder 由 Misra 于 2012 年首次開發(fā)，但在NASA促進(jìn)太陽(yáng)系觀測(cè)行星儀器概念 ( PICASSO ) 計(jì)劃的支持下，最新的彩色版本的緊湊型 Biofinder 達(dá)到了高潮。

在廣闊的行星景觀中尋找生物殘留物的證據(jù)是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊(duì)測(cè)試了Biofinder對(duì)Green River地層中古代魚類化石的檢測(cè)能力，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室光譜分析、掃描電子顯微鏡和熒光壽命成像顯微鏡證實(shí)了結(jié)果。

“在化石化過(guò)程中，生物殘留物被礦物取代的速度有多快還存在一些未知數(shù)，”米斯拉說(shuō)。“然而，我們的發(fā)現(xiàn)再次證實(shí)生物殘留物可以存活數(shù)百萬(wàn)年，并且使用生物熒光成像可以有效地實(shí)時(shí)檢測(cè)這些痕量殘留物。”