來源: 網(wǎng)文
只要有水,怎樣惡劣的環(huán)境條件下都有可能產(chǎn)生和存在生命;假如火星上存在生命,則太陽系之外的行星同樣可以存在生命
2004年美國宇航局宣布,“機遇”號火星車在其著陸點附近已發(fā)現(xiàn)火星曾經(jīng)有水存在的初步證據(jù),暗示這個紅色星球上從前比現(xiàn)在更“濕潤”,適合于生物的生存。負責火星探測項目的主任泰辛格說,“機遇”號在其著陸點附近發(fā)現(xiàn)了赤鐵礦存在的線索,而這種礦物通常只在有液態(tài)水的環(huán)境下生成。
這是對火星探測的一次重大突破。有液態(tài)水存在,就有存在生命的可能。英國《新科學家》甚至懷疑,美國人或許已經(jīng)在火星表面找到了生命,只是不愿公布而已。
火星上真的有生命存在嗎?嚴肅的科學家會考慮到火星上惡劣的環(huán)境:火星比地球要冷得多,以至于二氧化碳都會結(jié)成干冰;火星的大氣稀薄,且成分跟地球完全不一樣;火星表面處于強宇宙射線籠罩之下;火星上目前沒有液態(tài)水。
這些都是生命存在的極端條件。實際上,在對地球上同樣惡劣的環(huán)境進行研究后,科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),這些地方依然存在著生物。生命的頑強,遠遠超出人們的想象之外。
冷熱不是問題
在過去20年中,科學家開始研究南極等雪地上的生態(tài)環(huán)境,研究這些看上去不可能有生命的地方的甲烷、二氧化碳含量。直到最近,研究者還認為在類似雪地的低溫凍土環(huán)境中,一切新陳代謝都理應停止進行。
然而2003年9月,一個日本科研小組發(fā)現(xiàn)了富士山覆蓋白雪的山頂上有著數(shù)量豐富的各種微生物。這第一次證明了雪覆蓋的地表擁有異?;钴S的生態(tài)環(huán)境。讓人不解的是,冬季,這里單位面積上的微生物總量要比夏季高出三倍之多,微生物在冬季達到最為活躍的程度。
“一些種類的微生物在-20℃以下的極冷環(huán)境下表現(xiàn)還很活躍,它們被稱為嗜冷微生物。”國內(nèi)最早研究極端環(huán)境下生物生長情況的科學家周培瑾告訴本刊記者,“即使在南極冰川的地表深處,微生物同樣可以生長得很好。”
也有不怕熱的生物。1977年,海洋生物學家在海底火山口附近發(fā)現(xiàn)了生物,盡管火山口水溫高達350℃,周圍生命卻依然生機勃勃。在火山附近的熱水中生活著巨蛤、貽貝還有孔線蟲和其他一些說不出名的生物,它們不需要陽光,僅僅依靠海水中的硫化物作為能量。海底火山口附近還有一些較高級的動物,如蝦、蟹等,它們能在極端惡劣條件下生存、繁衍,連科學家都感到驚訝。
另一種極端情況是,甚至在熱核反應堆中也可以找到生命。
“超熱微生物可以生活在130℃以上的高溫環(huán)境下。在這樣的溫度環(huán)境中,它們的蛋白質(zhì)也不會變性(也就是不會被煮熟)。”周培瑾介紹說。其實,對于這些動物而言,極端的條件也許正是它們的天堂。
鹽、堿、酸不可怕
在美國內(nèi)華達州有一個歐文斯湖,這是一個含鹽量極高的湖,它的含鹽量是普通海水的9倍。此湖最大的特點是它的湖水呈紅色,湖水制成鹽后也呈粉紅色。科學家發(fā)現(xiàn),即便在含鹽量如此高的湖水中仍有微生物存在,它們以鹽作為自己的食物,稱為嗜鹽桿菌。這種微生物是粉紅色的,大量生長的微生物將湖水染成了紅色。
實際上,就是在干燥的鹽里也有微生物可以存在。“嗜鹽微生物只能在12%以上濃度的環(huán)境中才能生長,即使在飽和鹽水中,它們也會生長得很好。”周培瑾說。
強酸和強堿對于一般的動植物是致命的,但一些微生物對此并不在乎。據(jù)周培瑾介紹,一些微生物可以生長在PH值小于1的強酸環(huán)境中(酸性比人的胃酸高大約10倍),而另一些微生物卻能在PH大于11的強堿性環(huán)境中生活。
鹽堿往往伴隨著干旱和貧營養(yǎng)。有些微生物似乎不需要多少“糧食”就能活命,它們對生存環(huán)境的要求之低簡直無以復加。
黑暗中的生命
許多生命不懼黑暗,它們可以生活在沒有一絲陽光的深海底,也可以生活在地球深層的巖石中,忍受高溫和高壓。
科學家在美國愛達荷州200米的地下發(fā)現(xiàn)了一些微小的能產(chǎn)生甲烷的細菌,它們以氫為食物,噴出甲烷。和人們以前所知的地球生物不同,它們幾乎不需要普通生物所需的營養(yǎng)成分,也不需要陽光和氧氣,地下溫泉周圍含氫的巖石就是它們的樂土,這些細菌構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的最底層??茖W家認為,這種產(chǎn)甲烷的細菌屬于一種古老的細菌群體,適于在極端的環(huán)境中生存。
其實,原始的生命可能就是不需要陽光的。中國科學家在長城附近采集的礦石標本中,找到了距今14億年前的海底原始生命的遺跡。這些細菌不但可以適應高溫、高壓、沒有陽光和缺乏氧氣的極端環(huán)境,而且可能借助火山活動噴發(fā)的硫化氫等物質(zhì),把對普通生命有毒的氣體轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分。
水是惟一必要條件?
頑強的生命在地球上幾乎無處不在,包括充滿紫外線的大氣上界和高壓作用下的巖石圈中。假如其他星球具有類似地球上這樣的極限環(huán)境,就可能找到相似的微生物生命體。生物學家進行極端環(huán)境下微生物群生態(tài)系統(tǒng)的研究,就是希望能對外星生命的探尋有所借鑒。
“就現(xiàn)在看來,水是生命存在的惟一必要條件。”周培瑾說,“而且從理論上說,一個存在液態(tài)水的星球,只要給出足夠長的發(fā)展時間,就有可能演化出生命。”
基于此,現(xiàn)在初步發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)存在過液態(tài)水的火星上,存在生命的可能性當然比較大,因為其“極端性”并沒有超出上述范圍。另一顆更有希望存在生命的太陽系內(nèi)星球是木衛(wèi)二,這顆叫做歐羅巴的衛(wèi)星表面溫度是-162℃,終年結(jié)冰,但科學家推測,因其圍繞木星高速旋轉(zhuǎn),潮漲潮落所產(chǎn)生的巨大熱能足以使冰層下出現(xiàn)液態(tài)海洋(與地球南極發(fā)現(xiàn)的冰下隱形湖相似),冰下海洋如果有類似地球海底火山的噴發(fā)(這種可能性極大),就具備產(chǎn)生生命的條件。
“研究火星,最重要的意義在于解決宇宙中生命的起源和演化(由低級到高級,由高級到文明,由文明到科技)是不是普遍規(guī)律。目前只知道地球上有生命,還不知道另外任何一個天體上有。如果火星上有生命,那么在太陽系中除了地球,還有另外的星球有過或者曾經(jīng)有過生命,則太陽系之外別的星球也可能會有,這就說明生命的起源與發(fā)展在宇宙中更接近于普遍規(guī)律。”國內(nèi)著名天文學家李競這樣告訴本刊記者。
換言之,如果這一次美國探測火星的科學家能給出確切的答案,即火星上有水,并且有生命存在的跡象,那就可以間接證明,生命在宇宙中同樣普遍存在;過去懸而未決的很多迷團,這一次可以得出確切的結(jié)論。
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