來源：中國經濟網
2006年10月23日
卡西尼探測器拍攝的土衛六照片
久亮 據有關媒體10月17日報道，在我們賴以生存的地球上，科學家們在最 寒冷、最酷熱、最不適合生命存在的地方都找到了生命的痕跡。下一 步，科學家們將探尋生命的目標瞄向了火星、土衛六及其他地外天體 。 近年來，數枚像“卡西尼號”這樣的星際探測器向我們不斷展現著地 外風景，在太陽內尋找生命的活動也達到了一個新的水準。但如果我 們不了解了地球生命繁衍生息的秘密，那麼我們就無法有清晰的思路 在太陽系甚至更遠的地方去探尋生命的蹤跡—— 一，地球生命是如何產生的？ 2005年7月3日，“深度撞擊”飛船拋下一個重達400公斤的探測器去 撞擊“坦普爾-1號”彗星旨在研究該彗星的彗核物質構成情況，科學 家們希望通過這場人造太空災難來獲取有關地球生命形成的原始資料 。 我們知道，地球上一切生命的構成都有著相同的規則：蛋白質由氨基 酸構成，基因則由核?酸分子構成。 問題的關鍵在於這些物質是如何出現在地球上的。根據計算，地球生 命誕生於45.5-34.5億年前。或許，就是在這一時期內有一顆像“坦普 爾-1號”彗星這樣的天體將生命的種子帶到了地球上。科學家們在詳 細分析了“深度撞擊”探測器提供的資料後得出結論稱，探測器與 “坦普爾-1號”彗星撞擊後激起大量彗星物質並噴灑在周圍空間，其 中有大量的在機物分子。根據這一事件可以推測，彗星中本來就含有 大量構成生命所必需的物質。 另外有科學家認為，地球生命的構成物質是地球自主生產的。兩年前 ，科學家們就人工合成了核糖，這是構成DNA的重要物質之一。在人 工合成核糖實驗中，科學家們還模擬出了地球早期荒漠中的化學條件 。 在這一研究領域，最令科學家們頭痛的問題是這些生命構成的基本物 質是如何發展成最原始的生物個體的。一些研究人員認為，是海浪將 富含有機物的水份帶到了周圍的沼澤地中，那裏有充足的陽光和定期 的水份供應，這為最原始的生物化學反應起到了類似于催化劑的作用 。另一些研究人員認為，生命起源於海底山脈周圍的淤泥中，因為這 些地區的地殼裂縫可以保證生命形成所必需的礦物質和能量供應。 相信在不久的將來，隨著科學技術的發展和太空探測技術的不斷進步 和完善，人們距離地球生命起源之謎的謎底將越來越近。 二，生命存在必需要有水嗎？ 我們都知道，生命的誕生和繁衍需要某種液體做媒介。在氣態的環境 裏，分子飄逸的速度非常快，因此它無法參與生命存在所必需的足夠 複雜的化學反應。在固態媒介中則正好相反，分子運動受到極大限制 無法自由活動。而只有液體才是最佳的生命誕生媒介，只有在液態環 境下，分子才可能完成各種很必要的移動以完成相互結合。 地球是一個相當潮濕的地方。在生命誕生之初，地球幾乎到處被汪洋 、湖泊和河流覆蓋著。地球大氣中的雲層中也富含水蒸汽，水甚至還 能滲入地下數公里深處的地殼中。無論是在戈壁荒漠還是在懸崖峭壁 ，水在整個生命進程中發揮著不可替代的作用。換句話說，只有水才 能支援生命的存在和繁衍。那麼是不是只有地球生命的存在需要水的 支援呢？ 這是天體生物學研究的重要問題之一。從理論上講，以碳原子為基礎 的其他外星生命形式可能會以其他液態天然氣或烴類物質作為生存媒 介。而如果這些生命形式並不是由碳原子構成的，而是由其他元素( 如硅)構成的，那麼這種液態媒介也可以是其他類型的液體。 今天，科學家們在尋找外星生命的過程中就將主要目標集中在那些可 能存在水或者其他液體的星球上。然而，也有部分天體生物家認為， 也許某些外星生命的存在根本就不需要水。火星是目前唯一一顆被證 實有水存在過的星球，另外木衛一、二衛二上也完全有可能存在水。 在另外一些天體上儘管不存在水，但有可能那裏的其他液體同樣也能 維持生命的存在和發展。如金星上的硫酸，木星上的液態氨，土衛六 上的液態甲烷海洋等等。 三，生命存在靠太陽嗎？ 普林斯頓大學的地質微生物學家圖裏斯-溫斯托特曾去南非的礦井中尋 找以核能作為生命動力的生命。他和他的同事們悼念了大量沉積在古 老礦井中的水並將其運送到實驗室，化驗結果顯示，地下5000米深的 這些古老礦井中生存的微生物與地面水中的微生物幾乎沒有任何聯繫 。據圖裏斯-溫斯托特表示：“我們研究的這一地區與地面隔絕了已經 有數千萬年了”。 科學家們稱，根據種種跡象判斷，這些微生物生活在無太陽光條件下 ，它們依賴一氧化碳和水生成的碳化物生存。發生這一化學反應的能 量來源便是氫，而這裡的氫則由岩石中的放射性物質破壞水分子生成 。圖裏斯-溫斯托特表示：“我們可以看得出，這裡存在微生物是毫 無疑問的，只不過它們得依靠核能生存”。 這一發現說明，火星或著是土星和木星的衛星上都有可能存在生命。 按照這一推理，我們可以猜測，太陽系其他行星及其衛星深處或表面 都可能存在著生命，甚至某些星體上的生命至今依然在繁衍。 四，寒冷和酷熱是影響生命存在的要素嗎？ 如果你在海上漂流或者遭遇暴風雪，你就會深刻體會到我們的地球並 不那麼好客，然而與太陽系其他星球相比而言，我們的地球卻能夠讓 我們生活得那麼舒適。地球表面的溫度相對穩定，同時地球表面的各 大洲也都有液態水供應，地球上空的臭氧層也在時刻保護著地球免受 宇宙射線的強烈輻射，同時還讓足夠的太陽光來照射在地球表面以滿 足生物光合作用之需。我們感恩這一切讓地球陸地擁有森林和草原， 讓海洋長滿數十億噸的藻類。 然而，地球之外哪還會有地球這樣的生命溫床呢？就拿地球的近鄰火 星來說吧，儘管科學家們還沒有搞清楚其表面液態水到底是如何形成 的，但火星沒有能夠防宇宙射線的臭氧層，暴風而輕而易舉地將其表 面的砂石和塵埃吹到數千公里遠的地方，那裏的溫度最低可達零下數 百度，而溫室效應尤其明顯的金星表面溫度卻能夠高達數百攝氏度。 科學家們根據最近幾年的研究發現，就是在地球這張生命的溫床上， 生命也可以在一些極端條件下生存，尤其是那些所謂的好熱性微生物 。這類微生物在熱噴泉和海底裂谷中可輕易地找到，儘管這些裂谷時 不時噴發出熾熱的熔岩，但這裡的微生物自身特殊的化學構成已經足 以讓它們經受住如此高溫的考驗。如，這些微生物體內一種特殊的? 就能夠保護蛋白質分子免受熱作用的破壞。 同樣，生命也能夠在極端酷冷條件下生存。美國賓夕法尼亞州立大學 的微生物學家吉恩-布倫奇利在厚達3000米的格陵蘭冰川下取得一塊12 萬年前形成的冰塊。通過現代科學研究手段，科學家們發現這裡也存 在微生物。據吉恩-布倫奇利稱：“我們發現這塊冰上長滿了微生物 ，而且還不至一種”。 五，生命存在必需要DNA是嗎？ 據卡內基-梅隆大學的科學家們稱，在我們決定去哪尋找生命之前，先 應該考慮我們到底要尋找什麼。如果說地球之外真的存在著某種生命 ，那麼它們很有可能都是些微生物。因此，我們應該使用分子水準上 的微生物探尋方法。據該校從事此方面研究的大衛-維特格林稱：“ 我們曾深度研製一套儀器，讓它在同一地點同時識別出碳氫化合物、 蛋白質、DNA和其他生物標識。如果我們同時發現了這些物質，那麼 我們就可以肯定這個地方存在著生命”。 如果說生命只能在DNA的基礎上形成，那麼生命就只能在那些擁有磷 、氮和各類糖份的星球上存在。按照這樣的推理，火星、木星等這類 行星上存在生命的可能性就會很小。如果科學家們能夠培養出DNA的 替代品，那麼從原則上來講，其他星球上存在生命的可能性就會大大 提高。 當然，在目前這個階段，有關外星生命的存在形式討論最多的並不是 生物學家，而是好萊塢的電影劇本作者。幸運的是，人類現已經開始 勇敢地實施各類太空探險計劃，同時人類至少認識到我們的探測器應 該飛向哪、我們在地外之外會遇到什麼東西。在地球上環境最惡劣的 地區都會有生命存在至少讓人類看到了在外星找到生命痕跡的希望。 下一步，科學家們要做的事就是不斷努力去飛越各顆星球、去尋找想 尋找的東西。 |