“任性”的外星生命

袁鈺婷

2500年前，古希臘哲學(xué)家Epicurus在給朋友的信中說：“沒有任何理由，但是我相信，在宇宙中有無數(shù)個(gè)世界存在生命。”2500年過去了，從官方來看，哲學(xué)家看似肯定的話題仍然是猜想，外星人存在與否，其他星球上是否存在不為人知的生命形式呢？

據(jù)NASA最新的調(diào)查顯示，在地球的某些深海熱泉處，生活著一些神秘的生物，這種極端環(huán)境下的生命或許與外星生命最為接近。隨著人類進(jìn)一步探索外太空，外星生命或?qū)⒊蔀槿祟惖淖钚掳l(fā)現(xiàn)。

生活在極端環(huán)境下的地球生物

科學(xué)家認(rèn)為尋找外星人的關(guān)鍵在于對(duì)地球生命的研究，尤其是那些處于極端環(huán)境中的生物，因?yàn)樗鼈兛梢赃m應(yīng)外星極端惡劣的生存環(huán)境，比如生長(zhǎng)于海底熱液噴口的“耐熱蝦”。

在環(huán)境溫度高達(dá)450℃的深海熱泉，生活著一種“耐熱蝦”，它們沒有眼睛，只是在后背上生有感光器官。給予科學(xué)家有關(guān)外星生命線索的是這些蝦的食物來源，它們以噴口內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的碳水化合物為生。海底熱液噴口的環(huán)境與外星環(huán)境類似，比如溫度、壓力和酸堿度，即使缺少陽(yáng)光，特殊細(xì)菌卻能夠利用熱液噴口處的硫化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，獲得能量而幸存。既然細(xì)菌能在如此極端的環(huán)境下存活，那這種情況也能出現(xiàn)在環(huán)境更惡劣的其它星球，例如木星冰冷的衛(wèi)星木衛(wèi)二。它的地表下有一個(gè)廣闊的液態(tài)冰海洋，火山活動(dòng)可以提供維持生命的所需熱量以及活有機(jī)體必需的化學(xué)物質(zhì)，此環(huán)境與地球海底的“熱液噴口”極為相似，因此可能存在像耐熱蝦這樣的生物。

另外，人類在探索時(shí)發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系可能存在生命的地方或許都是寒冷冰封的，如火星和木衛(wèi)二，所以極其耐寒的微生物有可能存活在其它星球上，就像一種名為冷紅科爾韋爾氏菌的微生物，它可以忍受零下196攝氏度低溫（等于液氮的溫度），這又是否為外星生命提供多一種可能呢？生化學(xué)家史蒂芬·班納認(rèn)為宇宙中的生命形式可能是多樣化的，外星生物或許會(huì)生活在一個(gè)非常濕潤(rùn)的世界，像地球一樣充滿了液態(tài)水資源；或者在極度干旱的環(huán)境中生存，像火星現(xiàn)在的地表環(huán)境；或生活在耐酸、較高或較低的溫度環(huán)境中。

那些年我們“追過”的星球

從“機(jī)遇號(hào)”到“奮進(jìn)號(hào)”，再到后來的“好奇號(hào)”，火星一直是科學(xué)家認(rèn)為極有可能存在生命且適宜人類移居的“第二個(gè)地球”?；鹦羌t褐色的表面極為冰冷干燥，加上大氣稀薄，基本暴露在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線中，就像置身于輻射中的冰冷沙漠。但它并非生而如此，有證據(jù)表明，就在生命第一次出現(xiàn)在地球時(shí)，火星比現(xiàn)在更溫暖濕潤(rùn)，擁有湖泊和海洋，火星表面的泥巖也發(fā)現(xiàn)了甲烷或其它有機(jī)物，這說明也許生命曾出現(xiàn)在這片土地上。

科學(xué)家在素有“生命禁區(qū)“之稱的南極干燥谷地區(qū)中發(fā)現(xiàn)了新的耐低溫、耐干燥的細(xì)菌，它們絕大多數(shù)都生活在石頭中，以免受干燥的風(fēng)和太陽(yáng)紫外線的侵害。干燥谷是地球上和火星最相似的地區(qū)之一，任何能在那里生存的生物基本上也具備了火星表面生物所需的生存技能?？茖W(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)了這些細(xì)菌，研究了它們?cè)谳椛湎碌纳婺芰?，測(cè)試了它們能在火星上存活多長(zhǎng)時(shí)間。結(jié)果顯示，火星表面的低溫環(huán)境限制了生物的活性，但休眠的細(xì)胞可以在地下存活很長(zhǎng)時(shí)間。因此，研究地球上的嗜極生物可以打開我們對(duì)地外生物的眼界，也能促進(jìn)發(fā)現(xiàn)地外生命的進(jìn)程。

除了火星之外，土衛(wèi)二也是被認(rèn)為最有可能存在外星生命的星球之一。歐美天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二冰層下有一個(gè)相當(dāng)于美國(guó)蘇必利爾湖的液態(tài)水海洋，海底可能是硅酸鹽巖石，這意味著此地的環(huán)境適合復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，包括那些可能創(chuàng)造了類似早期地球環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)。天體生物學(xué)家克里斯認(rèn)為，土衛(wèi)二的南極地區(qū)擁有液態(tài)水，海浪能夠提供能量，還存在有益于生命的碳元素和氮元素，不排除生命存在的可能性，其它已發(fā)現(xiàn)可能存在生命的星球還有木衛(wèi)二、土衛(wèi)六等。NASA天體生物學(xué)項(xiàng)目高級(jí)科學(xué)家瑪麗·沃伊特克說：“我愛火星，但我覺得它們倆（土衛(wèi)二和木衛(wèi)二）是最有可能出現(xiàn)外星生命的地方?！?/p>

地球上的“外星生命”

科學(xué)界以往認(rèn)為生命由碳、氫、氧、氮、磷和硫六種元素構(gòu)成，但地球上有些“外星生物”不需要這六種元素也可生存；許多生物都需要在水、溫度、氣候都適宜的環(huán)境下存活，但有些“任性”的生物偏喜歡“駐扎”在獨(dú)特的環(huán)境里。

提起“砷”元素，大多數(shù)人首先想到的是砒霜，這對(duì)于普通生物來說是一種劇毒化合物。在美國(guó)加州的莫諾湖里，有種名為“GFAJ-1”的微生物不僅能夠以砷為食，還能把此劇毒元素與自己的DNA結(jié)合，代替磷的位置，構(gòu)成其生命中的關(guān)鍵分子。生物學(xué)家費(fèi)利薩稱，“這一重大發(fā)現(xiàn)證明，一些行星的大氣層雖然缺乏磷這種重要的生命元素，但也很可能有生物存在?！币恢币詠?，人類都在具有生命特征的火星和土衛(wèi)六上尋找以生命構(gòu)成六要素為基礎(chǔ)的外星生命，但現(xiàn)在既然找到了“GFAJ-1”這種不同尋常的生物，科學(xué)家是否應(yīng)該跳出現(xiàn)有思維，充分發(fā)揮想象力，尋找更多的可能性呢？

即使NASA在尋找外星生命上有新的突破，但紫金山天文臺(tái)王思潮研究員認(rèn)為，液體仍是尋找外星生命的第一要素。“當(dāng)然這個(gè)液體不一定是水，也許是液態(tài)甲烷、液態(tài)氨等，盡管它們對(duì)我們而言是有毒的?！睆娜祟惖奶剿鳉v史來看，神秘的深海里蘊(yùn)藏著無窮的生命寶藏。

據(jù)科學(xué)家研究，世界最深海溝“馬里亞納海溝”位于1萬米的海洋深處，那里長(zhǎng)年黑暗，海水壓力是地表大氣壓的1000多倍，生存環(huán)境甚至比金星表面更加惡劣。所有人都認(rèn)為這樣的極端環(huán)境不可能有生命存在，但那里卻存活著一些外形像蝦的片腳類動(dòng)物、海參、線蟲及其他蟲子。對(duì)于普通的海洋生物來說，海水越深，壓力就越大，細(xì)胞膜受到強(qiáng)烈擠壓，會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)和心肌都無法正常工作。但馬里亞納海溝里這些奇怪的生物具有更加柔韌的細(xì)胞膜，并利用三甲胺氧化物來幫助蛋白質(zhì)折疊成正確的三維形狀，從而適應(yīng)深海的高壓環(huán)境。由此看來，這樣的耐壓生命也有可能存在于高壓的外星環(huán)境中。

無論是在熱不可耐的海底熱液出口，還是在“壓力山大”的深海，生命都只能在它們適應(yīng)的環(huán)境下存在。但有一種叫水熊蟲的小型無脊椎動(dòng)物能夠以頑強(qiáng)的生命力活躍在極寒的深海和極熱的沸泉中，甚至是充滿輻射和太陽(yáng)風(fēng)暴的外太空。當(dāng)環(huán)境處于干旱狀態(tài)時(shí)，它們會(huì)將自己蜷縮起來，并關(guān)閉身體的所有新陳代謝系統(tǒng)，靜心等待“環(huán)境改善”，這樣即使在完全干旱的狀態(tài)下，水熊蟲也可以存活120年；如果到了嚴(yán)寒的環(huán)境里，水熊蟲能夠在-200℃下存活若干天；在 6億帕斯卡的壓強(qiáng)下，它們?nèi)匀话踩粺o恙，馬里亞納海溝水壓的6倍也無法把它壓扁，科學(xué)家曾經(jīng)把它帶到外太空試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水熊蟲能夠承受5.7萬倫琴的X射線輻射（500倫琴足以殺死人類）。如此令人驚嘆的生命力更有能力生存在環(huán)境更為惡劣的星球上。

在我們的有生之年，科學(xué)家極有可能會(huì)在其它星球上找到生命的確鑿證據(jù)。想象一下，當(dāng)你把目光對(duì)準(zhǔn)天空某個(gè)特定的光點(diǎn)時(shí)，那里就住著我們的鄰居，這該是一件多么讓人興奮和充滿期冀的事情呢！