作者：J. Craig Venter
译者：贾拥民
出版社：浙江人民出版社
版本：2016年6月出版
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本来要读《颠覆医疗》，树兰医疗的CEO郑杰做的序里面留了他个人的公众号，于是摸到这本《生命的未来》，因为作者和出版时间的缘故，毫不犹豫就开始读了。

作者 J. Craig Venter 被誉为“人造生命之父”，他合成了人类历史上的第一个“人造细胞”，并用碱基对在细胞的 DNA 中写下了三句话：

“去生活，去犯错，去跌入低谷，去取得胜利，去在生命中创造出生命。” —— James Joyce

“我们看事物，不在它们本身是什么，而在于它们可能是什么。” —— 奥本海默

“凡是我们做不出来的，就是我们还不理解的。” —— 费曼

J. Craig Venter 是“文特尔研究所”创始人，2003年合成噬菌体phi X174的DNA，2008年合成生殖支原体的基因组，2010年5月合成了包含110万个碱基对的丝状支原体基因组，然后将其移植到山羊支原体细胞中，从而创造了第一个“人造细胞”，书中有关于这一些列事物发展的详细过程，让阅读极为舒畅，了解到了人类在生命科学领域的雄心壮志。

此次阅读依然是颠覆性的，所以无法表述更多的观点，自己默默反思为何过去在这一领域的知识会如此的匮乏（以及无知无畏），需要更加开放的看待不同的知识领域，不应该只把焦点聚焦在自己熟悉的领域，克服偏见。

知识点：

光合作用的量子生物过程：

首先植物中有天线色素可以捕获一个光子，将其传递到反应中心色素中，使其成为激发态。激发态的反应中心色素分子会释放电子给原初电子受体，这个时候反应中心色素分子就会带正电荷，它要保持电中性必须从它的上一级电子供体夺取电子，它的上一级又会从上一级电子供体夺取电子，最后的电子供体就是水。
而之前得到电子的原初电子受体又会将电子传给下一级，像供体的电子传递一样，他会一直传递下去，最终的电子受体是NADP+
这样就完成了光能转变为电能的过程......

疯牛病的致病机理：（DNA相同，但是确形成了不同的蛋白质结构）

大家都知道的疯牛病，它是由一种称为 Prion 的蛋白质的感染引起的，这种蛋白质也可以感染人而引起神经系统疾病。在正常机体中，Prion 是正常神经活动所需要的蛋白质，而致病 Prion 与正常 Prion 的一级结构完全相同，只是空间结构不同。这一疾病的研究涉及到许多生物学的基本问题。一级结构完全相同的蛋白质为什么会有不同的空间结构，这与 Anfinsen 原理是否矛盾？显然这里有蛋白质的能量和稳定性问题。
从来认为蛋白结构的变化来自于序列的变化，而序列的变化来自于基因的变化，生命信息从核酸传递到蛋白。而致病 Prion 的信息已被诺贝尔奖获得者普鲁辛纳证明不是来自基因的变化，致病蛋白 Prion 导致正常蛋白 Prion 转变为致病的折叠状态是通过蛋白分子间的作用而感染！这种相互作用的本质和机制是什么？仅仅改变了折叠状态的分子又如何导致严重的疾病？这些问题都不能用传统的概念给予满意的解释，因此在科学界引起激烈的争论，有关研究的强度和竞争性也随之大大增强。

摘录：

在一个生命有机体的范围内，那些发生在空间上和时间上的事件，如何用物理学和化学知识来解释呢？在解释这些问题的时候，当前的物理学和化学明显表现出了“无能为力”的状态，但这绝不能成为我们合理怀疑这些事件可以用物理学和化学方式来解释的理由。
——埃尔温·薛定谔，《生命是什么》

作为一台非凡的、充满活力的分子机器的实例，让我们看看三磷腺苷合成酶（ATP合成酶）吧。这种酶大约只有针尖的二十万分之一，它由31个蛋白质组成，每秒钟大概要旋转60次，它能够制造出一种叫作三磷腺苷（ATP）的分子，这种分子是细胞的能量“货币”。因此，如果没有了这种机器，那么你将无法行动、思考或者呼吸。我们可以把其他一些蛋白质比喻成发动机，比如动力蛋白，它能使精子蜿蜒蠕动；肌球蛋白，它能使肌肉运动起来；驱动蛋白，它有“一双脚”，会“走动”（当ATP给“码头”提供“燃料”时，驱动蛋白的一只脚先向外移动出去，在“决定”下一步之前，它会晃来晃去）；还有“尾巴”，它在细胞内搬运“货物”。在这类“运输机器”当中，有一些是专门为运载某种特定的“货物”而量身定制的，其中一种货物就是血红蛋白，它由四条蛋白链、两条阿尔法链和两条贝塔链所组成，每条链上都有一个包含一个铁原子的环状血红素，负责将氧气运送到全身。铁原子通常会紧紧地粘住氧气，但是这台机器已经演化得很“成功”了，它能够确保氧分子可逆地绑定在每个血红蛋白分子中的四分子亚铁血红素中。

与生殖支原体一样，我们人类也有“必需氨基酸”，比如缬氨酸和色氨酸，这些氨基酸是我们的细胞无法自己制造出来的，我们不得不从食物中获取它们。

在接下来的几年里，我的团队继续对大量不同寻常的物种的基因组进行了测序，其中包括受巴里·马歇尔（Barry Marshall）的开创性工作的启发而选定的那个物种。马歇尔和病理学家罗宾·沃伦（Robin Warren）认为，人类的胃溃疡是由一种螺旋形细菌导致的，这种细菌后来被命名为幽门螺杆菌（heliobacter pylori）。尽管马歇尔的工作不断地遭受挑战和质疑，但他一直坚持了下来，这种坚持不懈的精神鼓舞了我。他的同行并不愿意相信，是细菌而不是压力导致胃溃疡。1984年，马歇尔为了证明自己的结论，勇敢地决定采用吞服幽门螺杆菌的方式来解决这个问题。吞下幽门螺杆菌后，他很快就开始出现了呕吐症状，并且发展成胃炎。最后，他的坚持得到了回报。他的研究使得数以百万计的人决定使用抗生素治疗胃溃疡，这极大地降低了患者患胃癌的风险，而且他们不必每天都服用止痛药了。1997年，我们公布了幽门螺杆菌的基因组序列，马歇尔也在2005年被授予诺贝尔医学奖。

在那次会议中，我发现我自己就坐在几个非常重要的宗教界代表旁边。会议上的讨论似乎表明，宗教界代表并不能在《圣经》或其他宗教经典中找到具体的依据来禁止创造新的生命形式这种做法，因此创造新的生命形式这种做法应该是可以接受的。对此，我感到有些震惊，当然也非常高兴。

但是，这些简单的事实往往在妄想通过基因组测序以复活已经灭绝的物种的讨论中被忽略掉了。不管是否是因为受到了结合基因组学的鼓舞，斯万特·帕博（Svante Pääbo）主持的关于尼安德特人基因组测序，或者宾夕法尼亚州立大学的科学家进行的对猛犸象的DNA的测序，都已经引起了极大的关注，而且一般情况下，新闻炒作最终都会导致关于复活已经灭绝的物种的狂热幻想。我已经看到了很多风轻云淡地讨论在克隆技术的帮助下使尼安德特人或猛犸象复活的文章，但是撰写这些文章的人却往往不知道，我们已经获得的这两个物种的DNA序列是高度碎片化的，根本不可能涵盖整个基因组，而且由于在历史长河中因不断遭到破坏而分解脱落的结果，实质上我们从化石中获得的基因组序列比通常从一个鲜活的DNA中获得的序列要失准得多。

辐射对所有物种的蛋白质和DNA发挥作用的方式都是一样的，这部分与分子的大小有关。在我作为一名科学家的职业生涯早期，为了确定蛋白质的大小，我投入了大量的时间利用辐射去消灭活蛋白质。从原则上来讲，这种技术是很容易掌握的。辐射击破了蛋白质内部连接氨基酸的肽键，而且，对每个蛋白质只要进行“一次攻击”就足以破坏它的活性了。蛋白质分子的大小与击破肽键所需要的辐射量之间存在一种比例关系（较大的蛋白质分子比较小的蛋白质分子更容易被辐射击中），因此较小的蛋白质分子所需要的辐射剂量更多。我就是利用这种方法来确定神经递质受体蛋白质的大小和其复杂的功能的。
辐射以类似的方法影响DNA，它打破了连接碱基的化学键。与蛋白质一样，基因组越大，破坏基因组所需要的辐射剂量越小。由于我们人类的基因组较大，所以人类对辐射的影响比细菌敏感得多。一个人类细胞的基因组比一个微生物的基因组大了1000多倍：一个人类细胞有60亿个碱基对，而一个细菌只有100万～800万个碱基对。因此，破坏我们人类的双链DNA所需要的辐射剂量远远少于破坏一个细胞染色体所需要的辐射剂量。正是由于这个原因，我们可以确信，如果我们非常不幸地遭遇了核战争，更小的生命形式的生存能力将会更强。

施佩曼在 1938 年出版了他那本里程碑式的著作 —— 《胚胎发育和诱导》（ Embryonic Development and Induction），这本书中描述了他的实验是如何依赖灵巧地运用显微镜、镊子以及有可能是从他女儿玛格丽特头上扯来的一根纤细的头发的。
施佩曼把头发当作“套索”，在双目显微镜的帮助下把一个刚刚受精的蝾螈卵子分开，“创造”出一个哑铃形的胚胎。这个“哑铃”的一侧是包含DNA的细胞核；而另一侧则是只包含细胞质（实际上包含着所有被细胞膜包裹着的除了细胞核之外的物质）。记住这一点非常重要，施佩曼最初是受到了奥古斯特·魏斯曼在遗传学上研究工作的启发。魏斯曼强调，“众所周知，遗传的秘密全隐藏在细胞核内”。细胞核在经过4次分裂后，发育成一个含有16个细胞的胚胎，这时候，施佩曼松开了头发，并且允许其中的一个细胞核进入到原先被隔离开来的哑铃的另外一部分，让这个更为成熟的细胞核与卵子原来的物质相结合形成一个新的细胞。然后他再次收紧了头发，并且把它分隔成了两个胚胎。这样一来，施佩曼也就证明了，细胞核在经过4次分裂后，仍然能够变成任何类型的细胞。利用这种方法，施佩曼创造了一个克隆体。从遗传学角度看，这是一个只比另一个“年轻”一点点的完全一模一样的复制品。

我们曾经投入了大量的精力来设计水印以确保我们能安全地为DNA序列中的复杂信息进行编码。在第一个合成基因组中，我们使用了三联体密码子编码氨基酸的单字母缩写来代表英文字母表中的字母。例如，氨基酸蛋氨酸指定遗传密码的三联体是ATG，我们用字母M作为它的缩写。但是由于氨基酸代码的范围更大，如果仅用字母表中的26个字母是不够表示的。所以我们设计了一个更完整的系统，它能够让我们对整个英文字母表与标点、数字和符号一起进行编码。（ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[NEWLINE][SPACE]0123456789#@）（-+=/：< ；>$&}{*]%！'。，分别代表了TAG, AGT, TTT, ATT, TAA, GGC, TAC, TCA, CTG, GTT, GCA, AAC, CAA, TGC, CGT, ACA, TTA, CTA, GCT, TGA, TCC, TTG, GTC, GGT, CAT, TGG, GGG, ATA, TCT, CTT, ACT, AAT, AGA, GCG, GCC, TAT, CGC, GTA, TTC, TCG, CCG, GAC, CCC, CCT, CTC, CCA, CAC, CAG, CGG, TGT, AGC, ATC, ACC, AAG, AAA, ATG, AGG, GGA, ACG, GAT, GAG, GAA, CGA,GTG）。这些密码是水印解码的关键。第一个水印包括有“J.克雷格·文特尔研究所”和“合成基因组公司”，几位科学家的名字以及信息“通过给我们发电子邮件的方式（邮箱地址：MROQSTIZ@JCVI.org）向我们证明你已经解码了这个水印”。因为第一个活的能进行自我复制的物种是把一台计算机当作它的父母的，所以它必须要有自己的电子邮件地址。
我们在第一个合成基因组中没有加入任何有明显意义的信息，这是因为受到了可以使用的氨基酸代码的限制，现在，随着新代码的产生，我决定引用一些来源于文学作品的贴切语句或段落来标记这个历史性的时刻。我找到了三条，我觉得它们都非常有意义，而且也与第一个合成生命形式密切相关。第一段引语可以在第二个水印中找到：“去生活，去犯错，去跌入低谷，去取得胜利，去在生命中创造出生命。”当然，这句话来自詹姆斯·乔伊斯（James Joyce）的小说《一个青年艺术家的画像》（A Portrait of the Artist as a Young Man）。第三个水印包括了几位科学家的名字，还有这样一句名言：“我们看事物，不在它们本身是什么，而在于它们可能是什么。”这句话被认为是“曼哈顿计划”的物理学家J.罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer）早年的一位老师说的，引自于奥本海默的传记《美国的普罗米修斯》（American Prometheus）。第四个水印中则包含了另外46位科学家的名字和诺贝尔奖得主、量子物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）所说的一句话：“凡是我们做不出来的，就是我们还不理解的。”

生物学研究的未来在很大程度上将取决于计算机科学与合成生物学能否完美地融合在一起。未来应该是美好的。从每年都会举行的国际基因工程机器设计大赛（The International Genetically Engineered Machine, iGEM）中（总决赛在马萨诸塞州的坎布里奇举行，那是整个比赛的高潮部分），我们可以体会到这个愿景。这是一群才华横溢的年轻人的聚会，从他们身上，我们看到了未来的希望。国际基因工程机器设计大赛邀请全球范围内的高中生、大学生和企业家参加，他们必须用一系列标准DNA子程序组装成新的东西，去争夺比赛的奖杯——那是一块硕大的铝制乐高砖，它象征着“生命可以通过将子程序组装在一起的方式构建出来”这个信念。
这项赛事是由三位工程师创办的，他们希望把乐高积木的“思想”——用相互锁扣的组件构建出一个系统——推广到生物学中去。这三位工程师是汤姆·奈特（Tom Knight）、兰迪·雷特贝格（Randy Rettberg）和德鲁·恩迪（Drew Endy）。这项每年一度的赛事现在固定在麻省理工学院举行，而它最初的起源则是该校于2003年1月所开设的一门课程。在那门课程上，举行了一场设计“会闪闪发光的大肠杆菌”（也就是说，会定期产生荧光）的竞赛，由学生们分别组成几个团队参加。这次课堂活动后来演变成为一项夏季比赛项目，2004年，参加队伍有5支；而到了2005年，马上就增加到13支，那一年也是这项赛事走向国际化的第一年。自那之后，赛事规模迅速扩大，到2012年，参赛队伍增加到245支。
在2011年的国际基因工程机器设计大赛上，大约有160支队伍参与了这次比赛（它们由来自全世界30个国家和地区的2000多名参赛者组成）。赛事从区域性的预赛开始，最后产生一个世界冠军。值得强调的是，这个赛事已经与需要“认真学习、专心听讲、准备报告”的大学课程无关了，相反，它成了一个基因学的狂欢节。参赛者们拥有自己的吉祥物，当他们对DNA软件进行切割和组装时，他们身上穿着的是印有赞助商标志的团队T恤。
这项赛事的其中一个目标是，借此机会创建一个标准组件的目录。这里所指的标准组件是一种被称为“生物砖”（Bio Brick）的、可以连接起来的DNA片段，它能对宿主细菌编程以执行某个特定的任务。每块生物砖的两面都被DNA序列所覆盖，这样一来，它就能够与其他生物砖相连接，并且成为一个可插入到细菌细胞中去的质粒。多年以来，参赛者们已经积累起了一个包含了数千块生物砖的基因库。这个基因库是集成式的、开源式的，后来被称为标准生物组件注册表（Registry of Standard Biological Parts）。这个注册表包含功能一览表、结构一览表等多张表格，它本身是对篇幅达上千页之巨的电路部件表的一种模仿。那种电路部件表的正式名称是《设计工程师的TTL数据手册》（The TTL Data Book for Design Engineers）。

利用这种方法，合成生物学的学生就能够构建一个层级性结构了：由组件开始，构造出设备，然后再构建成一个系统。由于他们的努力，我们现在已经拥有了许多细胞回路，它们能够在不断增大的细胞群落中实现模式生成、噪声整形、边缘检测、事件计数和同步振荡等功能。例如，一支来自康奈尔大学的参赛队伍设计了一种生产复杂生物分子的无细胞方法，很自然地，这被称为生物工厂（Bio Factory）。另一支参赛队伍证明，通过创建一个遗传指令循环，细菌能够以时钟的方式发出荧光。一支来自中国香港大学的参赛队伍成功地证明，大肠杆菌能够被转换成一种叫作“生物硬盘”（bio hard disk）的信息存储装置，他们把他们的工作成果称为“E. cryptor”。还有一支参赛队伍设计了一个软件，它能够在计算机屏幕上操纵DNA软件，然后在机器人的帮助下在实验室里把它转变为基因序列。
还有许多其他项目也相当有趣，例如，有一支参赛队伍制造出了能够在黑暗中闪闪发光的细胞。麻省理工学院的一支参赛队伍完成了“散发出淡淡香味的大肠杆菌项目”，当这些细菌生长的时候，闻起来像冬青树的味道，而当它们停止生长的时候，闻起来却有香蕉的味道。有一个项目名叫“活的液晶显示器”，即计算机屏幕是由酵母或细菌细胞制作而成的，而不是用来显示一些数字像素的。一支来自得克萨斯州立大学和加利福尼亚大学旧金山分校的参赛队伍利用大肠杆菌设计出了一盏感应灯，并以短语“Hello World”（你好，世界）的形式展示了出来，他们的方法是，利用蓝藻的蛋白质结构域去控制半乳糖苷酶基因，使其能够把一个分子切割开来以产生黑色素。
一些参赛队伍还创造了各种各样的有利他主义倾向的微生物，包括那些会对环境毒素做出反应从而改变颜色的微生物；会做计算的微生物；会显示出寄生虫的微生物；会侦测地雷的微生物；在普通酵母中，能够产生β-胡萝卜素的微生物。来自英国剑桥大学的一支参赛队伍则设计了“E.chromi”，然后让它用生动鲜明的色彩装饰大肠杆菌，这个“壮举”为他们团队赢得了艺术和设计大奖的提名奖。还有的参赛队伍则酿造出了富含白藜芦醇的“生物啤酒”，白藜芦醇是在酒中发现的、被某些人认为对人体健康有益的化学物质。
对于合成生物学所必然会涉及的社会方面的因素，这个赛事的主办者也有非常强烈的意识，他们知道，必须让非科学家理解和接受他们对生命机器进行的这种“修修补补”。在这项赛事中，各支参赛队伍都是深度参与的，作为项目的一部分，他们要与公众互动，进行问卷调查，并与不同的新闻媒体打交道。同时，安全是一个核心因素，每个参赛队伍都必须撰写一份报告，说明他们的项目对周围环境的潜在影响。特别值得一提的是，有一位参赛者开发出了一种算法，它可以确定特定DNA序列与被列入美国疾病控制和预防中心的《管制病原和毒素表》（Select Agent and Toxin List）中的基因的相似度。

多年来，在参加这种讨论的过程中，让我非常吃惊的一点是，由合成基因组学所引发的问题其实很少是真正的新问题。人们很早以前就试图应对合成生命的形式提出的挑战了，其中一个著名的例子就是所谓的“机器人三定律”，它是由科幻作家艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）所制定的，并且于1942年第一次出现在他的短篇小说《回避》（Runaround）中。阿西莫夫的“机器人三定律”是：“1.机器人不得伤害人类，也不得看到人类受到伤害而袖手旁观。2.机器人必须服从人类的一切命令，但不得违反第一定律。3.机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。”阿西莫夫后来还加上了第四条定律，即“零定律”，这条新的定律优先于前面三条定律，它规定：“0.机器人必须保护人类的整体利益不受伤害，也不得看到人类的整体利益受到伤害而袖手旁观。”事实上，我们完全可以用“合成的生命形式”一词替代上述定律中的“机器人”，从而把同样这些定律运用于我们改变生命基础机制的努力上。

我可以预见到，在接下来的几十年里，我们将会见证许多极其有价值的合成生物学成就，比如，能够抵抗干旱的作物，能够抗疾病并在贫瘠的环境中茁壮成长的作物，能够提供丰富的蛋白质和其他营养物质的作物，能够在恶劣和干旱的地区进行水的净化的作物。我还可以想象到，我们将会设计出一些简单的动物生命形式，它们能够提供新的营养物质和药品来源，能够定制人类干细胞用来修复受损的、老迈的或患病的身体。当然，还会出现许多新的方法，它们能够提高人体机能，比如提升我们的智力，使我们能够适应更加恶劣的环境，让我们更快地恢复劳损的肌肉活力，等等。

文特尔正在完善一种技术，它可以让我们以电磁波的形式发送数字化的DNA密码，然后在一个遥远的地方用一种独特的方法来接收这些数字化的DNA密码，从而重新创造生命。从目前来看，“生命瞬间转移”技术的最新应用，可能是流感大暴发时的疫苗分发，或者用噬菌体疗法对付“超级细菌”。

量子隐形传输的概念当然还可以追溯到比这些小说更早的时期，在某种程度上说，它是在薛定谔两个最有影响的同行，对原子世界的理论（量子理论）的思想分歧的基础上产生的。这两位物理学家，一位是爱因斯坦，他不喜欢量子理论这种“奇怪的接受现实的方式”；另一位是尼尔斯·玻尔（Niels Bohr，1885—1962），他是丹麦人，被称为“原子物理之父”。1935年，在争论过程当中，爱因斯坦在一个思想实验的帮助下，使量子理论一个令人费解的特点突显在世人面前，这个实验是他与同事鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky，1896—1966）和内森·罗森（Nathan Rosen，1909—1995）一起设计的。
他们首先注意到，量子理论不仅适用于单个原子，而且还适用于由原子团组成的分子。例如，包含有两个原子的分子能够用一个被称为波函数的数学表达式来描述。爱因斯坦意识到，如果你远距离地分隔开这些组成原子，甚至将它们放置于宇宙的两端，它们仍然能够用同一个波函数来描述。用专业术语来说，它们是相互“纠缠”的。半个多世纪以后的1993年，IBM的查尔斯·H.班尼特（Charles H. Bennett）和其团队认为，实际上在每一对纠缠原子之间都存在着一条“量子电话线”，不管相互之间隔着多远的距离，这条“量子电话线”都能够把一粒原子的所有细节（量子态）“瞬间转移”到另一粒原子上去，而无须知道它的状态。这也就意味着，未来或许可以制造出一种能够传送原子数据的传输机。后续的实验研究证明，这种可能性确实是存在的。就在我撰写这本书的时候，就出现了一个远距离量子隐形传态的记录，一个国际研究团队利用欧洲航天局设在加那利群岛的光学地面站重现了相隔143公里之外的一个光粒子的特点。这个实验让我们看到了在拉帕尔玛岛和特内里费岛之间的光粒子状态（即光子）的瞬间转移。
隐形传输（瞬间转移）还有另外一个巨大的潜能：它有可能使一种新型计算机（量子计算机）的运行速度和解决问题的速度比现在的计算机快上数百万倍。1998年，一个来自加州理工学院的团队报告了他们的一项实验研究成果，那是关于光束的量子态隐形传输的第一个实验证据。他们的量子态隐形传输是在单个光子之间、光子与物质之间以及单个离子（带电原子）之间实现的。随后，2012年，第一个宏观物体的隐形传输也实现了——这一物件大到足以让人的肉眼看到。这次传输发生在两个原子系统之间，每个原子系统都由大约1亿个铷原子组成，每个原子系统的长度大约为1毫米，它们由一条150米长的光纤连接着。这个研究团队是中国科技大学现代物理系微尺度物理学国家实验室的潘建伟教授领导的。这个研究团队告诉我们，这项技术可以用于在未来的量子计算机和网络之间传输和交换信息，从而催生了有关“量子互联网”的推测。

首先，火星上的生命应该是与地球上的生命相同的，都是基于DNA的。我认为这是一个合理的假设，因为我们知道，在地球上的生命在大约40亿年前就已经存在了，而地球和火星一直在不断地交换着物质材料。当由于小行星和彗星的连续碰撞而产生的岩石和土壤被扔进太空中时，在太阳系中运行的行星和它们的卫星，包括地球，已经共享物质材料数十亿年了。化学分析证实，在地球上发现的火星陨石肯定是从这颗被小行星撞击后的红色星球表面掉落下来的。模拟实验也表明，在火星中喷发出来的物质材料中，只有4%到达了我们的星球（其中有些是在经过了长达1 500万年的“旅行”后才到达地球的）。即便如此，据估计，地球和火星每年都会交换大约100公斤的物质材料，这样就有可能使得在每一铲地球上的土壤中都包含有火星土壤的痕迹。因此，也有可能在很久之前地球上的微生物就长途跋涉到了火星，在火星的海洋中生存繁殖，而火星的微生物也在地球上生存了下来，得到了茁壮成长。