未解之謎 科学家称外星生物可能在地球...

科学家称外星生物可能在地球上已久

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《环球科学》撰文称外星生命并非一定在外太空,或在火山口和核反应堆废料池。据《环球科学》报道生命起源一直是科学界最大的谜题之一。唯一能肯定的是,35亿年前,微生物就在地球上出现了。然而对于更早以前出现过什么样的生命,由于缺乏可靠证据,科学界一直没有定论。多年来,科学家提出了不少观点,但怎样判定哪种观点才是正确的呢?最直接的办法就是在其他行星(如火星)上寻找生命的证据。不过,要找到火星生命,并详细研究这颗红色星球的生物圈,可能还需要相当长的时间。

外星生物或隐藏身边
当然,寻找火星生命并非验证生物决定论的唯一方法。任何星球都不会比地球更“像”地球,如果生命能在类似地球的环境下产生,我们就可以假设,生命可能在地球上反复出现过很多次。这种可能性无疑让人充满遐想,为了验证它,科学家开始在沙漠、湖泊和洞穴中寻找外星生命的证据——这些生命可能与已知生物完全不同,因为它们是独立起源的。科学家们猜测,这类生物很可能与细菌一样微小,只有用显微镜才能观察到,因此他们开始研究新的检测方法,用于寻找很可能就隐藏在我们身边的外星生物。

没发现不代表没有
科学家尚未在地球上发现与已知生物不同的生命体,但这并不代表地球上没有外星生命。即使其他生命体已经从地球上消失,但在远古,它们可能曾在地球上风光一时。科学家可以通过地质学记录,找到它们留下的、被岩石尘封了几亿年甚至几十亿年的生物学标志。如果这些生命体有着独特的新陈代谢方式,它们改变岩石成分或形成沉积矿物质的方式,将是已知生物活动无法解释的。某些现有生物无法产生的生物标志,可能就隐藏在古老的微生物化石中,科学家在太古代(25亿年以前)岩石中就发现过这样的化石。
一个更激动人心但也更“异想天开”的设想是:其他类型的生命体至今仍然存在,构成一个“影子”生物圈。这是美国科罗拉多大学的卡罗尔·克莱兰和谢利·科普利发明的新词。这个想法似乎荒谬:如果外星生物就在我们眼皮底下,甚至就在我们鼻子内大量繁殖,为什么科学家没有发现它们呢?但却不能轻易否定这个设想。地球上,微生物的数量超乎想象,仅通过显微镜观察,很难区分它们。
科学家在分析新发现的物种时所使用的方法,是专门用于检测我们熟知的生物。这些技术能检测到与现有生命形式完全不同的外星生物吗?答案显然是否定的。如果外星生物被限定在微生物领域,科学家可能已经将它们遗漏。

“与世隔绝”之地可能寻到外星生命
最有可能存在外星生命的地方,可能是一些“与世隔绝”的、环境极其恶劣的区域,因为已知生物无法在这里存活。如果找到生命活动的迹象,就证明这些地方可能存在外星生命。我们在地球上的哪些地方可能找到外星生物呢?一些科学家把注意力集中在如下这些地方。

极端小生态环境
首先必须一提的是生态学上完全孤立、已知生物永远无法涉足的小生态环境。近几年,一个令人惊讶的发现是,某些生物能在极端环境下生存。从滚烫的火山口到南极洲干涸的河谷,在这样的极端环境中,都能发现微生物。还有一些生存能力超强的微生物嗜极菌,竟然能在高浓度的盐湖中、被重金属污染的强酸性尾矿中以及核反应堆废料池中生存。
然而,再顽强的微生物也有耐受极限,因为所有已知生物都离不开液态水。智利北部的阿塔卡马沙漠非常干燥,在那里找不到任何已知生物。虽然某些微生物还能在高温下繁殖,但在温度高于130℃的环境下,我们能找到的,最多是已知生物的尸体。不过,我们不能用这样的条件去衡量外星生命,因为它们也许能在更干燥或者温度更高的环境中生存。

孤立的生态系统
科学家可以在一个生态学上完全孤立的区域寻找生命活动的迹象 (例如土壤和大气层之间的碳循环),作为外星生命存在的证据。孤立的生态系统其实很容易找到,如地壳深处、大气层上部、南极洲、盐碱地以及被重金属或其他污染物污染的地带。研究人员还可以在实验室中 “创造”孤立的生态系统:首先改变温度和湿度,将已知生物杀死,如果仍有生命迹象,可能就是外星生命在起作用。利用这种方法,科学家发现了一种耐辐射细菌,它们能承受的γ射线辐射剂量,是人类能承受的剂量的1000倍。令人失望的是,最终结果表明,这种细菌和其他耐辐射生物一样,在遗传学上都与已知生物有关,并非外星生物。不过,这并不能排除利用这种方法找到外星生物的可能。

科学家已经找到一些几乎与其他生态系统完全隔离的环境。在地壳深处,微生物群落与光线、氧气和其他生物的有机产物完全断绝了联系。它们能生存下来的原因是,某些微生物可以将在化学或放射反应中释放出的二氧化碳和氢,用于新陈代谢、生长和复制。尽管迄今为止,科学家在这些生态系统中发现的微生物都与生活在地表的微生物有紧密联系,但我们对地壳深处的生物学探索还处于初级阶段,在更深的地方,或许有惊喜正等着我们。综合海洋钻探计划,从深达1000米的海床采集岩石样本、探查岩石中的微生物,就是该计划的目的之一。陆地上的钻探工作还曾发现,即便在更深的地下,仍有生物活动的迹象。然而,科学界至今尚未制定系统、大规模地探索地壳深处生命的计划。

(撰文 保罗·戴维斯)
    

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