地球的“外星人”

薩拉·斯科爾斯

外星生命可能就生活在我們眼皮底下。但是，如果我們不知道它們的樣子，又怎能發(fā)現(xiàn)它們呢？

17世紀70年代末期，荷蘭科學家安東尼·范·列文虎克通過顯微鏡觀察一滴水時發(fā)現(xiàn)了一個世界。這是個微小的、蠕動的世界，充滿了奇怪物類。它們就生活在我們周圍，卻不為人所知。在當時的人看來，人類應該是世界的中心和目的，這些微動物無論可見還是不可見，對我們的存在沒有影響。那么它們?yōu)槭裁创嬖谀?？現(xiàn)在，我們知道這些微動物是微生物，統(tǒng)治著我們的世界。它們使我們生病、使我們健康、分解我們的垃圾、喂養(yǎng)我們食物鏈的底層物種，并且為我們制造氧氣。人類對微生物的無知并不影響它們的重要性，就像蘋果砸到艾薩克·牛頓頭上之前重力也非常重要一樣。

安東尼·范·列文虎克及其研究工具

現(xiàn)在，我們可能處于另一個類似的哲學懸崖，將發(fā)現(xiàn)藏匿于我們世界中的第二個重要世界，即地球上的外星生命。如今，科學家在土衛(wèi)二冰冷的間歇泉以及木衛(wèi)二冰殼下的海洋中尋找外星微生物，在火星上尋找生命曾經(jīng)存在過的線索，用望遠鏡觀測遙遠的外行星的大氣層，試圖發(fā)現(xiàn)生命的跡象。但或許這些努力都是舍近求遠。如果地球上有多條生命線且與我們的祖先分開進化，那么我們不用離開地球就能發(fā)現(xiàn)外星生物。

這些“外星人”（指上文的“外星生物”）的后代可能仍然生活在地球上，與列文虎克發(fā)現(xiàn)的細菌一起蠕動著?？茖W家將這些假想的伴生物稱為“影子生物圈”。如果發(fā)現(xiàn)一個影子生物圈，就能證明生命不止發(fā)生過一次。如果生命可以在一個星球上發(fā)生兩次，那么它必定在無數(shù)的其他星球上發(fā)生過無數(shù)次。但是要發(fā)現(xiàn)一個影子生物圈，我們的多數(shù)科學方法都無能為力。影子生物圈的提出者也是其最大的支持者卡羅爾·克萊蘭德說，這是個問題。

克萊蘭德是科羅拉多大學博爾德分校的哲學家，當她在西班牙的天體生物學中心度公休年假時，產(chǎn)生了上述想法。當時，克萊蘭德在調研那些研究微生物的科學家。

克萊蘭德問道：“如果你們有一個土壤樣本，怎么識別里面有什么？”科學家會馬上給出通常的答案：將樣本置于顯微鏡下，放入培養(yǎng)皿中，制作數(shù)百萬個DNA拷貝，將基因編目。這種方法假定所有微生物都擁有遺傳物質，其遺傳方式跟人類遺傳物質的遺傳方式一樣。但這種習慣做法令克萊蘭德不安。她說：“除了那些與熟知的地球生命幾乎相同的東西外，你們不可能用這種方法發(fā)現(xiàn)別的東西?！笨巳R蘭德想知道，有沒有可能地球上不止一次產(chǎn)生過生命？即使可能，用現(xiàn)有的方法也永遠不可能檢測到來自第二（或第三）次生命誕生的生物體，因為我們的檢測只能測到熟悉的生命?！暗沁@些生物體如果存在，應該在環(huán)境中留下痕跡?！笨巳R蘭德說。

2007年，克萊蘭德在《生物和生物醫(yī)學科學的歷史與哲學研究》雜志撰文描述的正是這樣一種痕跡：沙漠漆皮。它是一種漆狀薄膜，覆蓋在地球上荒漠地區(qū)的巖石上。從利比亞的阿茲茲亞沙漠到南極的干谷，都能見到巖石上的這種微薄的沙漠漆皮。幾千年來，人們通過刮掉漆皮制作巖畫。沙漠漆皮層層出現(xiàn)，但每1000年，其厚度只增加人類一根頭發(fā)的直徑。沙漠漆皮中有豐富的砷、鐵和錳，而其覆蓋的巖石中沒有這些元素。沒有已知的地球化學過程或生物過程能夠解釋其成分，但沙漠漆皮實實在在地存在。因為這些發(fā)現(xiàn)，克萊蘭德呼吁科學家不要低估像沙漠漆皮這樣的異?，F(xiàn)象，應該去探究這些與現(xiàn)實格格不入的東西，因為它們或許就是格格不入。

現(xiàn)在，科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了越來越多的奇異生物體，在技術上可以稱作“熟知生命”。說它們“熟知”是因為它們的確遵從分子生物學的中心法則，即解釋基因信息在一個生物系統(tǒng)中流動的法則。耐毒性生物可在核廢料中生存;嗜酸生物可在電瓶水中生存;需氧生物一旦無氧即死亡;嗜熱微生物在海洋深處的熱液噴口茁壯生長。就像電影《侏羅紀公園》所說，生命總能找到出路。

然而，即使發(fā)現(xiàn)最熟知的生命形式也并非易事。根據(jù)最新的估計，目前我們只發(fā)現(xiàn)了地球上14%的遵從生物法則的物種，其中只有1%我們能使其在實驗室里生長。影子生物圈或許能使我們了解其中的緣由。克萊蘭德與天體生物學家謝莉·科普利（也在科羅拉多大學博爾德分校工作）合作發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的文章《地球上替代性微生物生命的可能性》。她在文中說：“盡管我們有理由相信生命間至少略有不同，但我們不知道不同到什么程度?！本拖皴N子和長柄大錘都能用來釘釘子一樣，其他化學組合也可以使生物體生長、適應、回應刺激以及再生，即生物體生存。那么，是哪些化學物呢？又是如何組合的呢？要理解這些需要追溯到生命的起源。

如查爾斯·達爾文所言，地球上的生命或許起源于一個“溫暖的小池塘”，或許起源于海底熱液噴口，又或許來自一個火星隕石，只是我們不知道。我們知道的是，地球形成5億年后，分子開始自我復制。許多科學家相信，第一種自我復制的分子是RNA（核糖核酸），即基因生命的最初形式。這個RNA世界演變成一個越來越復雜的地方，在這里出現(xiàn)了DNA和蛋白質。其他科學家則認為，一長串純化學反應不斷釋放出復雜的有機分子，之后這些分子加快了反應速度并產(chǎn)生了更多的有機分子。經(jīng)過許多輪這樣的新陳代謝，產(chǎn)生了遺傳成分，最終產(chǎn)生了基因。

》 在那些散布在海底熱液噴口周圍不為人知的古老生物體內，或許仍然隱藏著不同順序的字母組合。

DNA是所有起源故事的最終結論。DNA有三個部分：被稱為脫氧核糖的糖、磷酸鹽分子和某種核酸堿基，即腺嘌呤、藍色素、鳥嘌呤和胸腺嘧啶當中的一種（在RNA中，尿嘧啶代替了胸腺嘧啶）。但是六種堿基是自然產(chǎn)生的。亞利桑那州立大學的生物設計師約翰·查伯特提出這樣一個問題：不同的分子是否可以做到DNA能做到的。在那些散布在海底熱液噴口周圍不為人知的古老生物體內，或許仍然隱藏著不同順序的字母組合。

DNA不是其他生命唯一偏離熟知生命發(fā)生化學演變之處。DNA指導我們的身體產(chǎn)生某些特定的蛋白質，即20種不同氨基酸的聚集物。在實驗室里，有了正確的起始原料和紫外線的幫助，氨基酸會自然聚集。氨基酸也覆蓋在彗星表面，其構件在星際空間漫無目的地飄蕩，自由自在，并且非常豐富，現(xiàn)在有100個。影子生物可能有80個額外選擇。

即使我們的DNA使用同樣的氨基酸也可能產(chǎn)生不同的形狀。如果你在實驗室里制作氨基酸和脫氧核糖，你會得到兩種鏡像，被稱為“左撇子”和“右撇子”。但是在生物體內，你只能發(fā)現(xiàn)左旋氨基酸和右旋糖（即葡萄糖）。影子生命可以是靈巧的，或是規(guī)則生命的鏡像，其分子可以像Photoshop那樣迅速翻轉。天文學家迪米塔爾·薩塞洛夫和遺傳學家喬治·切奇是哈佛生命起源倡議計劃的科學家，他們想制造一個類似的鏡像世界的生物體。他們希望他們制造的微生物某一天會生病?！叭绻抢锎嬖谟移沧由问?，其中必定有許多是病毒，這些病毒將試圖劫持我們制造的仿生細胞的DNA?！彼_塞洛夫于2013年對《衛(wèi)報》這樣說道。如果病毒攻擊，我們將知道病毒的存在;如果病毒存在，它們的一些獵物必然存在于哈佛實驗室以外，而且早在哈佛及其實驗室存在以前就已經(jīng)存在了。

讓科學家去發(fā)現(xiàn)影子生物圈就好比要求黑猩猩為汽車加油，他們不知道要找什么或用什么工具。不過，萊蘭德對此提出了建議——在生命“不應該”存在的地方尋找生命。即使是最耐熱細菌，即超嗜熱菌，在122℃以上也會死亡。如果你發(fā)現(xiàn)有東西在150℃的環(huán)境下生存，那么它們很有可能不是我們的同類。乘氣球進入高空大氣層，爬上高原，乘雪車去南極，駕路虎汽車去阿塔卡馬沙漠，穿上“世界末日西裝”冒險進入鈾礦，然后保持警惕，注意那些能使我們說“哈！奇怪！”的現(xiàn)象，而不是那些讓我們說“啊，找到了！”的現(xiàn)象。之后仔細考慮對它們的解釋，那或許真的是非常非常奇怪的。

另一個類似沙漠漆皮的神秘發(fā)現(xiàn)涉及多余氣體。如果我們統(tǒng)計所有生物釋放出來的碳，然后對比大氣中可發(fā)現(xiàn)的碳，兩者不相稱：空氣中的碳比“應該”存在的碳多出5%?；蛟S多出來的碳來自影子生物的排泄物，而我們沒有計算在內，或許不是?；蛟S我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了影子生物——某些在實驗室里不再生的害羞且倔強的微生物，而那些實驗室是科學家為遵從法則的生命建造的溫床。也許影子生物只是沉默，而我們應該努力探尋。

》 如果我們只是尋找已知的生命，那么我們要找的都已全部找到了。

到目前為止，科學家還沒有系統(tǒng)的影子生命尋找計劃。但早在2010年，天體生物學家弗利薩·沃爾夫·西蒙領銜的團隊就在北加利福尼亞莫諾湖的咸、堿、砷飽和水中尋找怪異生命。在那里，沃爾夫·西蒙的團隊發(fā)現(xiàn)了一種被稱作GFAJ-1的生物。地球上所有已知生命的DNA中都有磷。當該團隊將GFAJ-1去除磷時，GFAJ-1似乎用砷替代了磷。這種替代是致命的，會殺死你體內的細胞，因為盡管在元素周期表中兩者有“兄弟般”的特質，但其相似度還是不夠高。然而，GFAJ-1用砷替代磷之后好像也存活得蠻好。盡管那不是一個真正的影子生物，但這似乎至少進了一步：在迫于無奈的情況下，熟知生命可以有影子生命一樣的行為。

該團隊向《科學》雜志投了一篇論文，美國航空航天局馬上召開了記者招待會。但是當其他科學家未能復制這一研究結果時，沃爾夫·西蒙的15分鐘演講很快變得聲名狼藉。細菌確實在砷浴中生存，但是它們仍然需要使用磷。就像一個西伯利亞隱士仍然是人一樣，GFAJ-1還是常規(guī)生命。該團隊的思想或許過于開放，但是如果我們只是尋找已知的生命，那么我們要找的都已全部找到了。

我們不了解的生命發(fā)現(xiàn)暗示，生物學就像物理學和化學一樣，是一種普遍規(guī)律。如果你從一個地面建筑上扔出一把長號，它會掉到地上——每次都這樣。如果分子云有合適的濃度、動力和成分，它們會塌縮成新的恒星——每次都這樣。如果它們塌縮成新恒星，殘余的氣塵將總是塌縮成行星。或許行星有合適的成分、合適的溫度，它們總能產(chǎn)生生命。影子生物圈表明生物的出現(xiàn)是合適條件作用下的正常結果，而不是一個神秘的彩票現(xiàn)象。

1670年，當范·列文虎克觀察無形的微生物世界時，人們已經(jīng)習慣了這樣的觀點：微生物世界太小，沒法觀察?，F(xiàn)在，不是微生物世界的存在，而是新近發(fā)現(xiàn)的微生物世界的具體性和復雜性，動搖著人類的寶座。

今天，如果問在合適的條件下生命是否會復制自己，許多人都會給出肯定的回答。這不是什么新觀點。但是，如果說人類是某個預見性法則的可預見結果，其具體和復雜的證據(jù)會徹底動搖人類的寶座。