探尋外星奇異生命
新聞緣起 英國(guó)著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金近日表示，外星生命存在于宇宙的許多地方，可能活在行星或恒星上，甚至漂浮在行星間的廣闊宇宙中。霍金說(shuō)，存在外星生命的依據(jù)很簡(jiǎn)單，宇宙有1000億個(gè)銀河系，每個(gè)都包含了上億個(gè)行星，在如此龐大的空間里，地球不可能是唯一演化出生命的行星。
到2010年，太陽(yáng)系外已發(fā)現(xiàn)424顆行星，其中包括越來(lái)越多和地球相似的小質(zhì)量巖石行星，而在星際氣體中，已證明有100種左右的大分子有機(jī)物，分布在不同的天體環(huán)境中，包括恒星形成區(qū)、原行星盤(pán)和行星大氣中，這些都有可能成為構(gòu)成外星生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。
■ 疑問(wèn)一
外星生命在哪里——
類地行星可能遍及宇宙
地球之所以生機(jī)盎然，主要原因是它表面覆蓋著三分之二的海洋，大量水的存在，地球才成為孕育生命的搖籃。液態(tài)水可以溶解和運(yùn)輸大量生命所需的電解質(zhì)，而且它有足夠高的熱容能夠有效調(diào)節(jié)溫度，使得氣候長(zhǎng)期處于適宜生命存在的條件。而在地球形成初期，當(dāng)大氣層還不足以抵擋太陽(yáng)紫外線照射的時(shí)候，海洋吸引了大量的輻射，使得生化反應(yīng)和其后的生命進(jìn)化歷程，在較深的海域里得以進(jìn)行。正因如此，科學(xué)家在尋找外星生命時(shí)，總是首先關(guān)注可能產(chǎn)生液態(tài)水的星球。
北京大學(xué)物理學(xué)院天文系教授任致遠(yuǎn)認(rèn)為，茫茫宇宙，那些更像地球甚至比地球更為“舒適”的星球也許早就遍及宇宙的許多角落。
月球有水但不一定有生命。從目前人類空間探測(cè)取得的成果來(lái)看，月球南極地區(qū)的永久陰影區(qū)被發(fā)現(xiàn)存在水分子，但那里的水分子是與土壤凍結(jié)在一起的，處于零下240℃的低溫環(huán)境，不會(huì)對(duì)生命活動(dòng)帶來(lái)太多期望。
火星曾經(jīng)富含水源、充滿生機(jī)。根據(jù)火星表面的地形特征分析，火星曾經(jīng)存在大量的水，當(dāng)年水流最活躍時(shí)，其流量可能是地球上較大河流的上萬(wàn)倍。美國(guó)宇航局稱，他們?cè)?.3萬(wàn)年前落到地球上的一塊火星隕石中發(fā)現(xiàn)了石化的簡(jiǎn)單的細(xì)菌。
“木衛(wèi)二”最有可能存在生命。和電影《阿凡達(dá)》中的潘多拉星一樣，“木衛(wèi)二”是一顆巨大氣體行星的第二顆衛(wèi)星。因其表面完全被水冰覆蓋，冰層和硅酸鹽地幔之間可能存在深度超過(guò)100千米的巨大液態(tài)水層，而木星潮汐力的回?zé)釙?huì)使海水保持一定的溫度，保障生命能長(zhǎng)期生存。
“土衛(wèi)六”環(huán)境比較接近于地球。其濃密的大氣主要由氮?dú)夂吞細(xì)浠衔锝M成，應(yīng)該能很好地保護(hù)地表免受輻射和隕石的沖擊。2009年7月，“卡西尼”土星探測(cè)器拍攝到了土衛(wèi)六表面液體反射的陽(yáng)光，該發(fā)現(xiàn)意味著其北半球可能遍布湖泊，這些能否為生命提供棲息地還有待研究。
■ 疑問(wèn)二
外星生命如何產(chǎn)生——
可能是怪異的微生物形態(tài)
一些生物學(xué)家認(rèn)為，生命的演化過(guò)程中，如果任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上稍有不同，都有可能會(huì)造成災(zāi)難，也許我們?nèi)祟惥筒粫?huì)存在。這種“生命起源于偶然事件”的理論曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)。但近年來(lái)，科學(xué)界提出關(guān)于生命起源的新認(rèn)識(shí)：生命是宇宙必需的，在任何類地行星上，生命幾乎注定會(huì)產(chǎn)生，但生命的形態(tài)也許與人類完全不同。
中國(guó)科學(xué)院微生物研究所環(huán)境微生物與生物技術(shù)研究中心主任劉雙江認(rèn)為，生命可能存在于其他星球，以怪異的微生物形態(tài)出現(xiàn)。科學(xué)家一直認(rèn)為，沒(méi)有液態(tài)水，生命將無(wú)法產(chǎn)生，但外星生命有可能借助其他液體作為生化反應(yīng)所需的溶劑，如土衛(wèi)六表面就大量存在著液態(tài)碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)；
地球的生物幾乎都利用常見(jiàn)的20種氨基酸構(gòu)建蛋白質(zhì)，但化學(xué)家們能合成許多非天然氨基酸，因此外星生命或許能利用不尋常的氨基酸組建生命的基本構(gòu)成；
地球上的生命起源于碳化物，但一些天體生物學(xué)家推測(cè)，外星生命可能以硅而不是以碳為生命基礎(chǔ)，因?yàn)楣枧c碳一樣，化合價(jià)都是4價(jià)(即原子的最外層軌道含有4個(gè)電子)，硅原子也能排列成環(huán)狀和長(zhǎng)鏈狀，從而形成生物分子的骨架。從目前的探測(cè)結(jié)果來(lái)看，火星上有些區(qū)域富含硅石，硅石一般在高溫的水或蒸汽沖擊巖石后沉積形成，地球上類似的地方，比如溫泉或火山口附近一般都寄居著大量依靠熱量生存的微生物。火星上的溫泉如果能維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，同樣會(huì)進(jìn)化出大量微生物。
■ 疑問(wèn)三
外星生命吃什么——
石頭為食 體內(nèi)循環(huán)液態(tài)甲烷
地球上的生命體主要通過(guò)兩種方式生長(zhǎng)和繁殖。一類利用太陽(yáng)能，例如植物通過(guò)光合作用，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為生命活動(dòng)需要的能量，同時(shí)固定二氧化碳，合成有機(jī)物，為其他生命提供賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)；另一類分解有機(jī)物，例如動(dòng)物和多數(shù)微生物，通過(guò)把諸如淀粉、蛋白質(zhì)等有機(jī)物分解，獲得生命活動(dòng)需要的能量。地球生命系統(tǒng)的維持，依賴于以上兩種生活方式的平衡發(fā)展。
如果地外星球上存在生命，這些生命體依靠什么來(lái)生活呢？
劉雙江說(shuō)，外星生命可能與地球生命截然不同。外星人也許無(wú)法享受到肉類等蛋白質(zhì)食物，也沒(méi)有淀粉等多糖類食物，而是以石頭為食；呼吸的不是氧氣，而是其他氣體；它們身體內(nèi)循環(huán)的不是以水為主體的血液，而是其他液體，例如液態(tài)甲烷。
在探索地球生命的過(guò)程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這樣一些生命存在的線索，一些微生物能以硫磺礦或者硫鐵礦為“食物”，通過(guò)氧化這些礦石，獲得生長(zhǎng)和繁殖的能量。這類生物不僅生活在深?；鹕礁浇?，在陸地的火山和硫磺熱泉等環(huán)境中也可能存在。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了以甲烷為“食物”、以水為“燃料”的厭氧甲烷氧化微生物，這類微生物生活在海底可燃冰附近。
科學(xué)家也試圖把地球上的生物移植到環(huán)境條件類似的外星球，例如生活在寒冷干旱沙漠中的一種藍(lán)細(xì)菌，就可能具備在火星生存的能力，這種藍(lán)細(xì)菌可以耐受巨大的溫差(-20℃～50℃)，適應(yīng)火星上晝夜變化帶來(lái)的惡劣環(huán)境條件。這種藍(lán)細(xì)菌還能進(jìn)行光合作用、固定二氧化碳、產(chǎn)生多糖等有機(jī)物，也許它能夠成為火星上的先驅(qū)生命。
2001年，印度西部落下了神秘的血紅色大雨，被認(rèn)為是彗星碎片帶來(lái)的大量紅色顆粒，科學(xué)家對(duì)紅雨成分進(jìn)行分析，得出了驚人的結(jié)論——紅雨中紅色顆粒的自然屬性像微生物細(xì)胞，且透射電子顯微鏡進(jìn)一步展示了清晰的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖，甚至可以看到正在進(jìn)行分裂繁殖的細(xì)胞。這些紅色顆粒主要由碳和氧組成，具有生命跡象，但沒(méi)有地球生命的基本物質(zhì)——DNA(DNA 分子中含有大量的磷元素)。假如紅雨是某種“外星生物”登陸地球的痕跡，就預(yù)示著外星生命可能具有不同于地球生命的形式：它們沒(méi)有DNA，可能有其他形式的化學(xué)再生代碼，可以分裂和復(fù)制。這些外星生物具有不同于地球生物的生活方式也就不足為奇了。
