新冠病毒来自流星？流星表示拒绝背锅！

流星带来病毒的假想图 | 图源：网络

公元2020年，新型冠状病毒导致的肺炎疫情肆虐全球。世界各国科学家们争分夺秒，对新冠病毒展开了寻根溯源。然而，据英国《每日邮报》2020年3月13日报道，一位名叫钱德拉·威克拉马辛哈（Nalin Chandra Wickramasinghe）的英国科学家在接受采访时称：新冠肺炎病毒并非来自地球上的蝙蝠或其它动物，而是来自太空中的流星。他认为2019年10月坠落在中国的一颗流星将病毒颗粒带到了地球，并借助盛行风将病毒在北纬40-60度的范围内传播开来。

这一观点遭到了国际上很多学者的反对。钱德拉所指的是2019年10月11日凌晨发生在我国吉林省松原市附近的一次火流星陨落事件。事后经多方搜寻未能幸运地找到流星的残骸——陨石。

在火流星陨落点附近的玉米地里搜寻陨石

| 图源：上海科技馆 杜芝茂

然而，这位英国数学家、天文学家和天体生物学家似乎选择性地遗忘了一个重要的常识：每年降落到地球上的流星数不胜数，而且火流星事件在世界各地均有大量报告。据国际流星组织IMO统计，在过去十年内，每年有记录的目视流星的数量约为43000-89000颗。在2020年1月间，仅发生在美国的火流星事件就高达1013起。显然，妄称坠落在中国的流星带来了新冠病毒完全是一种毫无科学依据的主观臆断！

2020年1月间，发生在美国的部分火流星事件 | 来源：IMO官网

那么作为天外来客的陨石究竟是否可能携带病毒呢？要回答这个问题，我们有必要回顾一下近几十年来陨石学家们在地外有机物研究领域的重要成果。

碳质球粒陨石

碳质球粒陨石是最古老、最原始、最能代表太阳系初始物质组成的一类陨石，蕴含着较高丰度的碳元素，因而也是有机物含量最丰富的一类陨石。碳质球粒陨石十分稀有，其数量仅占所有陨石的~3.5%；目前全球目击降落的碳质球粒陨石仅49块，其中包括中国的宁强陨石（CK3-an）和施甸陨石（CM2）。

宁强碳质球粒陨石 | 图源：紫金山天文台

碳元素主要以三种形式存在于碳质球粒陨石中：（1）金刚石、石墨、碳化硅等形成于太阳系之前的恒星尘埃；（2）在陨石的小行星母体上通过流体蚀变反应形成的碳酸盐矿物；（3）在恒星际空间、太阳星云和小行星母体上形成的有机物。其中，有机物是最主要的存在形式，平均含量可达2 wt%。

Murchison陨石 | 图源：MeteoriteCollector.org

1969年9月28日，一颗火流星陨落在澳大利亚，带来了大名鼎鼎的Murchison陨石（CM2）。方圆5平方英里的陨落带内共收集到陨石约100千克。这块碳质球粒陨石生逢其时。借助美国科学界为阿波罗月球样品准备的一流的分析测试平台，Murchison陨石获得了广泛而深入的研究。可以说目前对于陨石中有机物的认识，很大一部分都来自于对Murchison陨石的研究。

陨石中有机物的种类

陨石几乎囊括了所有生物成因的有机物类型。尤其是碳质球粒陨石，它就像一个天然的实验室，通过古老的化学过程合成了各种有机分子。根据分子量大小，陨石中的有机物可分为两大类：小分子有机物（约占25%），又称自由分子，可用有机溶剂从陨石中提取获得；大分子有机物（约占75%），需利用HF-HCl将绝大部分矿物溶解后，从残余物中搜寻。

Murchison陨石中的部分有机物种类 | 图源：修改自Sephton_2005

以Murchison陨石为例，其含有的小分子有机物主要包括氨基酸、羧酸、糖类、胺类、酰胺类、杂环烃、脂肪烃、芳香烃等，其中许多物质与生命过程息息相关。例如，氨基酸是组成蛋白质的基本单元，羧酸（如：乳酸）参与生物体的新陈代谢，糖类是生物体的重要能量来源并为构成其他分子提供碳架结构，氮杂环化合物（如：嘌呤、嘧啶）是遗传物质核酸的重要组成成分等。大分子有机物通常由芳香烃与各种结构的小分子发生交联、聚合而成。

开个脑洞：如果在实验室炖一锅陨石汤，不知道能不能尝出鸡汤的味道？

陨石中有机物来源：稳定同位素异常

地球污染是陨石有机物研究中一个无法回避的问题。如何证明陨石中的有机物来自地外而非地球物质的污染？碳、氢、氮、硫等元素的稳定同位素组成提供了非常有力的证据。举个例子，科学家利用高精度、高分辨率的二次离子质谱仪对EET 92042（CR2）陨石中的不可溶有机物进行了氢、氮同位素的面扫描，发现一些热点区域极端富集H和N的重同位素D和15N，这种区别于太阳系物质的同位素组成特征被称作同位素异常。根据有机物的稳定同位素组成，科学家推测它们很可能形成于恒星际介质或太阳系原行星盘最寒冷的边缘区域。这些有机物在太阳系形成前就存在，随着太阳星云的塌缩、凝聚被最原始的碳质球粒陨石保存了下来。

EET 92042（CR2）陨石中不可溶有机物的δD和δ15N分布图 | 图源：Busemann_2006

有机物在陨石中的存在形式

球粒陨石由高温条件下形成的微米至毫米级大小的球粒和低温条件下形成的细粒的基质组成。绝大部分有机物存在于碳质球粒陨石的基质中。基质中的橄榄石、辉石等矿物在经历了含水流体的低温蚀变后转化为粘土矿物，有机物便赋存于这些层状硅酸盐之中。由于粘土矿物本身是一种化学反应的催化剂，无机物与有机物的相互作用也促进了原始的恒星际来源的有机物不断衍生出更加丰富的新物质。

宁强陨石中的球粒和基质，（上）正交偏光，（下）扫描电镜BSE | 图源：紫金山天文台

LAP 04720陨石（CR2）基质中层状硅酸盐的透射电镜照片 | 图源：Abreu_2016

小行星上有机物的化学反应

球粒陨石的母体是位于火星和木星之间的主带小行星。由于放射性同位素衰变产生的热量和水、H2S等流体的存在，小行星形成后经历了不同程度的热变质和流体变质作用。在此过程中，从太阳星云中继承的原始的有机分子也发生了进一步的化学演化。例如，乙醛和氢氰酸在pH

小行星上有机物的化学反应 | 图源：修改自Sephton_2005

氨基酸的手性与生命起源

在有机化学中，如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团，那么这四个基团有两种空间排列方式，这两种空间构型如同人的左右手一样互为镜像，但不能完全重叠，这样的碳原子被称作手性碳原子，含有手性碳原子的化合物称为手性分子。

手性有机分子的镜面对称 | 图源：网络

手性氨基酸分子具有L-，D-两种空间构型。除极少数低等生命体（如，病毒）外，地球上生物体的蛋白质几乎都是由L-氨基酸构成的。因为非生物成因的氨基酸都是由等量的L和D型分子组成的，这种对L-氨基酸的特异性选择是解释地球生命起源问题的一个重要环节。对陨石中氨基酸的研究发现，多数氨基酸是等量的L型和D型分子的混合物，与它们的非生物成因一致；但有少量氨基酸（例如，a-甲基氨基酸）存在过剩的（excess）L型分子。科学家认为恒星际空间的紫外圆偏振光（UV circularly polarized light）会选择性地摧毁D-氨基酸分子，从而造成L-氨基酸的过剩。地球生命很可能就是在一个偶然的机会下，从那些随小行星造访地球的L型氨基酸的基础上发生、发展和演化起来的。

有机物与生命起源 | 图源：修改自网络

结束语

除了实验室的陨石分析工作外，天文学家也通过望远镜在遥远的太空中观测到各种有机物，而对火星和矮行星Ceres的探测结果均证实了太阳系其他行星和小行星上存在有机物。虽然这些来自外太空的有机物与地球的生命起源息息相关，然而却与病毒之间远隔万水千山。目前没有任何证据表明流星携带或在外太空存在病毒颗粒。最后，流星同学义正词严地表示：传播病毒这个锅，我不背！

参考文献：

1）Sephton M. A. (2005) Phil. Trans. R. Soc. A363, 2729-2742.

2）Busemann H., et al. (2006) Science 312, 727-730.

3）Pizzarello S. et al. (2013) PNAS 110, 15614-15619.

4）Abreu N. M. (2016) Geochim. Cosmochim. Acta 194, 91-122.

作者简介

王英，中国科学院紫金山天文台天体化学和行星科学实验室副研究员，研究领域：陨石学和天体化学。

撰稿：王英

轮值主编：王英

编辑：王科超、高娜