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【好文重登】生命在宇宙中普遍存在吗?(图)

2014-07-01 20:32 桌面版 正體 1
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只要有水,怎样恶劣的环境条件下都有可能产生和存在生命;假如火星上存在生命,则太阳系之外的行星同样可以存在生命

2004年美国宇航局宣布,“机遇”号火星车在其着陆点附近已发现火星曾经有水存在的初步证据,暗示这个红色星球上从前比现在更“湿润”,适合于生物的生存。负责火星探测项目的主任泰辛格说,“机遇”号在其着陆点附近发现了赤铁矿存在的线索,而这种矿物通常只在有液态水的环境下生成。

这是对火星探测的一次重大突破。有液态水存在,就有存在生命的可能。英国《新科学家》甚至怀疑,美国人或许已经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吗?严肃的科学家会考虑到火星上恶劣的环境:火星比地球要冷得多,以至于二氧化碳都会结成干冰;火星的大气稀薄,且成分跟地球完全不一样;火星表面处于强宇宙射线笼罩之下;火星上目前没有液态水。

这些都是生命存在的极端条件。实际上,在对地球上同样恶劣的环境进行研究后,科学家已经发现,这些地方依然存在着生物。生命的顽强,远远超出人们的想象之外。

冷热不是问题

在过去20年中,科学家开始研究南极等雪地上的生态环境,研究这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,研究者还认为在类似雪地的低温冻土环境中,一切新陈代谢都理应停止进行。

然而2003年9月,一个日本科研小组发现了富士山覆盖白雪的山顶上有着数量丰富的各种微生物。这第一次证明了雪覆盖的地表拥有异常活跃的生态环境。让人不解的是,冬季,这里单位面积上的微生物总量要比夏季高出三倍之多,微生物在冬季达到最为活跃的程度。

“一些种类的微生物在-20℃以下的极冷环境下表现还很活跃,它们被称为嗜冷微生物。”国内最早研究极端环境下生物生长情况的科学家周培瑾告诉本刊记者,“即使在南极冰川的地表深处,微生物同样可以生长得很好。”

也有不怕热的生物。1977年,海洋生物学家在海底火山口附近发现了生物,尽管火山口水温高达350℃,周围生命却依然生机勃勃。在火山附近的热水中生活着巨蛤、贻贝还有孔线虫和其他一些说不出名的生物,它们不需要阳光,仅仅依靠海水中的硫化物作为能量。海底火山口附近还有一些较高级的动物,如虾、蟹等,它们能在极端恶劣条件下生存、繁衍,连科学家都感到惊讶。

另一种极端情况是,甚至在热核反应堆中也可以找到生命。

“超热微生物可以生活在130℃以上的高温环境下。在这样的温度环境中,它们的蛋白质也不会变性(也就是不会被煮熟)。”周培瑾介绍说。其实,对于这些动物而言,极端的条件也许正是它们的天堂。

盐、碱、酸不可怕

在美国内华达州有一个欧文斯湖,这是一个含盐量极高的湖,它的含盐量是普通海水的9倍。此湖最大的特点是它的湖水呈红色,湖水制成盐后也呈粉红色。科学家发现,即便在含盐量如此高的湖水中仍有微生物存在,它们以盐作为自己的食物,称为嗜盐杆菌。这种微生物是粉红色的,大量生长的微生物将湖水染成了红色。

实际上,就是在干燥的盐里也有微生物可以存在。“嗜盐微生物只能在12%以上浓度的环境中才能生长,即使在饱和盐水中,它们也会生长得很好。”周培瑾说。

强酸和强碱对于一般的动植物是致命的,但一些微生物对此并不在乎。据周培瑾介绍,一些微生物可以生长在PH值小于1的强酸环境中(酸性比人的胃酸高大约10倍),而另一些微生物却能在PH大于11的强碱性环境中生活。

盐碱往往伴随着干旱和贫营养。有些微生物似乎不需要多少“粮食”就能活命,它们对生存环境的要求之低简直无以复加。

黑暗中的生命

许多生命不惧黑暗,它们可以生活在没有一丝阳光的深海底,也可以生活在地球深层的岩石中,忍受高温和高压。

科学家在美国爱达荷州200米的地下发现了一些微小的能产生甲烷的细菌,它们以氢为食物,喷出甲烷。和人们以前所知的地球生物不同,它们几乎不需要普通生物所需的营养成分,也不需要阳光和氧气,地下温泉周围含氢的岩石就是它们的乐土,这些细菌构成了生态系统的最底层。科学家认为,这种产甲烷的细菌属于一种古老的细菌群体,适于在极端的环境中生存。

其实,原始的生命可能就是不需要阳光的。中国科学家在长城附近采集的矿石标本中,找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。这些细菌不但可以适应高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境,而且可能借助火山活动喷发的硫化氢等物质,把对普通生命有毒的气体转化为养分。

水是惟一必要条件?

顽强的生命在地球上几乎无处不在,包括充满紫外线的大气上界和高压作用下的岩石圈中。假如其他星球具有类似地球上这样的极限环境,就可能找到相似的微生物生命体。生物学家进行极端环境下微生物群生态系统的研究,就是希望能对外星生命的探寻有所借鉴。

“就现在看来,水是生命存在的惟一必要条件。”周培瑾说,“而且从理论上说,一个存在液态水的星球,只要给出足够长的发展时间,就有可能演化出生命。”

基于此,现在初步发现曾经存在过液态水的火星上,存在生命的可能性当然比较大,因为其“极端性”并没有超出上述范围。另一颗更有希望存在生命的太阳系内星球是木卫二,这颗叫做欧罗巴的卫星表面温度是-162℃,终年结冰,但科学家推测,因其围绕木星高速旋转,潮涨潮落所产生的巨大热能足以使冰层下出现液态海洋(与地球南极发现的冰下隐形湖相似),冰下海洋如果有类似地球海底火山的喷发(这种可能性极大),就具备产生生命的条件。

“研究火星,最重要的意义在于解决宇宙中生命的起源和演化(由低级到高级,由高级到文明,由文明到科技)是不是普遍规律。目前只知道地球上有生命,还不知道另外任何一个天体上有。如果火星上有生命,那么在太阳系中除了地球,还有另外的星球有过或者曾经有过生命,则太阳系之外别的星球也可能会有,这就说明生命的起源与发展在宇宙中更接近于普遍规律。”国内著名天文学家李竞这样告诉本刊记者。

换言之,如果这一次美国探测火星的科学家能给出确切的答案,即火星上有水,并且有生命存在的迹象,那就可以间接证明,生命在宇宙中同样普遍存在;过去悬而未决的很多迷团,这一次可以得出确切的结论。


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