火星到底有沒有留存生命遺跡？

火星（感謝ESA & MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA提供）

太陽系中的適居帶（habitable zone）（圖一）範圍不僅包含地球，也涵蓋了火星。但由於火星的內核已經冷卻，無法產生熱對流，因此磁場消失，無法像地球一樣有效防禦太陽風的侵襲。使火星的大氣容易被太陽風剝離至太空中，導致大氣極為稀薄，進而使火星表面的環境變得寒冷而乾燥。儘管如此，火星上仍殘存部分水資源，主要以冰的形式存在，大氣中也含有少量的水蒸氣。美國國家航空暨太空總署（NASA，National Aeronautics and Space Administration）根據火星表面類似水流沖刷形成的條痕，推測約40億年前的火星可能擁有海洋（當時火星尚有磁場）（圖二）。這一推論讓人激起了火星是否曾經存在過生命的問題。

（圖一）適居帶（感謝NASA提供）

（圖二）火星曾經有海洋？（單位：十億年）（感謝NASA提供）

然而，追溯火星是否孕育過原生生命，探討的文獻並不是很多。在搜尋文獻的過程中，我發現了一篇談論地球生命是否曾到過火星的綜述文章。起初讀摘要時，我個人對這種可能性感到懷疑，但在閱讀全文後發現，這樣的機率既然不是零，便有它有趣之處。

地球上的生命歷經數十億年的演化，細菌自新太古代（28至25億年前）到今日持續存在，有許多物種演化出能在極端環境下生長的能力。天體生物學家曾將特定物種的細菌養殖在模擬火星的環境中觀察它們的生長狀態，條件有稀薄的大氣壓、低濕度、低溫、高輻射等。其中包含枯草桿菌（Bacillus subtilis）、各種甲烷菌（Methanosarcina barkeri, Methanococcus maripaludis, Methanothermobacter wolfeii, Methanobacterium formicicum）、各種藍綠菌（Tolypothrix byssoidea、Gloeocapsopsis pleurocapsoides、Symploca sp.）都能在模擬的火星環境中生存下來。如果它們埋藏在岩石或土壤中，也可以相對減少許多輻射的傷害。此外也不乏真核生物的真菌與地衣（真菌與藻類或藍綠菌的共生體）生存下來。

也曾有研究者將地衣放置於NASA的國際太空站（ISS，International Space Station）中培養18個月，仍保有正常的生物代謝。會做這幾項實驗其一是瞭解並猜測現在火星環境到底有沒有可能存在微生物的生命形式，其二是地球的微生物是否能在火星上生存。

為什麼火星可能存在地球生命？我們大多數的人都知道空氣中存在許多細菌、細菌內孢子、真菌孢子。有項研究曾採樣地球大氣77公里高處的中氣層（mesosphere）觀察是否依然存在微生物與相關物質，發現還可採集到分枝桿菌 (Mycobacterium)、微球菌（Micrococcus）等細菌，以及黑麴黴（Aspergillus niger）、蠅卷黴（Circinella muscae）、產黃青黴菌（Penicillium chrysogenum）等真菌。