美国国家航空航天局（NASA）近日发布《宇宙生物学路线图2015》，明确了NASA未来10年宇宙生物学研究的六大研究方向及其中拟解决的关键科学问题^[1],[2]。

1、识别有机化合物的非生物来源。关键科学问题包括：在生命起源之前地球上有机物的来源、活动以及命运；环境在有机物生成过程中的作用；环境在有机物稳定和富集过程中的作用；利用岩石来记录早期地球的环境和非生物反应所面临的限制。

2、生命起源中的大分子合成与功能。关键科学问题包括：前生命合成（prebiotic synthesis）以及聚合物单体化学稳定性等大局问题；大分子的形成反应；信息传递和化学进化怎样发生；化学替代物是什么，它们怎样以及为何存在；环境的作用；大分子功能方面，理化效应怎样随时间发展；决定大分子功能的关键演化步骤；导致大分子的复杂性的因素。

3、早期生命和日益增加的复杂度。关键科学问题包括：对生命系统演化过程的起源和动力学的理论考虑；最早期生命的根本创新；进化树根部的生命（LUCA）的基因组、代谢和生态属性；生命后续进化的动力学；地球上生命系统的共同属性。

4、生命及其物理环境的共同演化。关键科学问题包括：地球的演化（过去、现在和未来）将如何告知地球的气候、大气成分、地球内部以及生物圈是怎样共同演化的；生命和局域环境的相互作用如何帮助理解生物和地球化学共同演化动力学；对地球微生物认知的缺乏如何影响对生命极限的认知。

5、识别、探索栖息地的环境和生物标志物及其特性。关键科学问题包括：如何评价不同尺度下的宜居性；如何增强生物标志物的应用，从而在太阳系及以远搜寻生命；如何在太阳系内确认宜居环境和搜寻生命；如何在太阳系外确认宜居星球和搜寻生命。

6、构建宜居世界。关键科学问题包括：决定宜居环境的基本要素和过程；宜居行星生成的外生因素（Exogenic Factor）；可以从地球总结出的宜居性的共同性质；何种过程可以在其他类型的行星上产生宜居生态位；宜居性如何随时间改变。                        

（王海名）