地球上尋找外星生命
今天,人類花了大量的人力、物力,「上窮碧落下黃泉」地尋找外星生命,且不說至今「兩處茫茫皆不見」,就算有所發現,但要是這「千呼萬喚始出來」的外星生命不過是些肉眼看不見的微生物,那麼許多人依然要大失所望。
科學家比我們一般人容易滿足。在現階段,哪怕在別的星球上發現一個微生物也會讓他們彈冠相慶。如果其組成和特徵與地球生命有別,那更是大喜過望,因為這說明生命的形式並不僅限於一種。這單在生物學上就具有重要意義。
那麼現在這條消息肯定會讓他們高興:要尋找一種新的生命形式,我們也許不必遠征太空,或許它就在地球上,在我們鼻子底下,甚至在我們鼻子里,當你讀這篇文章的時候,它正在你的鼻毛上盪鞦韆。
怎樣才算是一種新的生命形式?
這個想法最初是由美國宇宙學家保羅·戴維斯提出來的。他把這種有別於我們通常所熟知的生命的新形式稱為「暗影生命」。
那麼怎樣才算生命的新形式?
所有地球生命的軀體都是在碳元素基礎上搭建起來的,即通常的生命都屬於「碳基生命」。假如一種生命並不是「碳基生命」,那它就是一種新的生命形式(例如人們已經談的很多的「硅基生命」);
即使同樣是「碳基生命」,要是在一些重要的有機分子上,一種元素替代了另一種元素,比如在核苷上用同族元素砷代替了磷,而這種有機分子在生命活動中依然行使著同樣的功能,那麼這也是一種新的生命形式;
大多數有機分子具有特定的空間結構,即使分子有著同樣的組成,要是空間結構不同,其功能就可能有顯著差異。很奇怪的是,組成地球上所有生命的氨基酸分子都是左旋的,而單糖分子都是右旋的。假如一種生命,組成它的氨基酸分子是右旋的,或者單糖是左旋的,那也構成一種新的生命形式;
我們知道,地球上所有生命都是通過DNA或者RNA遺傳的,組成DNA和RNA的總共只有5個鹼基。要是一種生命組成其遺傳物質的鹼基多於或者少於5個,那麼也是一種新的生命形式。
所有地球生命都離不開液態水,要是一種生命可以不喝水,那麼它也是一種新的生命形式;……如此等等,不一而足。
生命形式可能不止一種
保羅·戴維斯認為,既然地球上從無到有創造了生命,那麼這一過程可能不止發生過一次。畢竟,現在許多天體生物學家都認為,任何由足夠複雜的有機分子構成的「原始營養湯」只要給予合適的條件,「煮」足夠長的時間,就有機會製造出生命來。儘管今天大自然要從無到有製造生命已經不太可能,因為沒等新生命從中湧現,「營養湯」可能就被現存生命喝掉了,但在早期地球漫長的歲月里,創造生命的機會應該會有很多。
而且,因環境的不同,以及一些偶然因素的作用,生命很可能在各自的「創世紀」里採取了不同的形式(假如生命形式不止一種)。此後,在不相往來的條件下,它們獨立進化。再後來,隨著我們這種生命形式在全球擴張,其他形式的生命有的被我們淘汰,但也有的因所處地域太偏,可能躲過我們的侵略而被保留了下來。
總而言之,這一過程很像哥倫布發現新大陸之後印第安人的遭遇。雖然印第安人被大量滅絕,但在白種人到不了的深山老林里,不是依然還有一些原始部落留存至今么?新的生命形式就好比這些原始部落。
對上述想法,一個很自然的疑問是:現在生物學已這麼發達,設若地球上存在一種新的生命形式,怎麼可能一直沒被發現呢?
很可能我們從來都沒有正確地觀察過它們!
首先要知道,這些另類生命大概都是肉眼不可見的單細胞生物,你不要指望像博物學家發現一個鸚鵡的新品種一樣那麼容易找到它們。
其次,目前生物學家發現微生物的常規手段——比如說,給DNA染色,測序,在實驗室培養等等——都是基於正常的生物而設計的,離開了它們,生物學家等於睜眼瞎。可是對於反常的「暗影生命」,這些手段很可能不適用,所以即便它們在眼皮底下,生物學家也可能對其視而不見。
最後還要考慮到,迄今已被人們在實驗室培養、研究的微生物還不到微生物總數的1%,很難說在其餘99%裡面絕對不會藏有異類生命。
如何在地球上尋找異類生命?
有些科學家認為,要是發現了生命的另外一種形式,其意義不在達爾文的進化論之下。因為這解決了一個長期困擾人類的根本問題:我們在宇宙中是獨一無二的嗎?
然而即使在地球上,要找到這另類的生命也並不輕鬆。原因是在我們這個星球上,絕大多數地方都已經被已知生命污染了,另類生命存在的信號很可能被已知生命埋沒了。
那麼如何去尋找呢?
一種辦法是到常規生命很難生存下來的那些極端環境中去尋找。這些地方包括:極端乾旱的沙漠,極度嚴寒的冰川底下,受強紫外線輻照的大氣圈上層,溫度極高的海底熱液和劇毒物質濃度很高的湖泊等等。
在這方面,科學家們其實已經開展了調查。2011年1月,美國宇航局的科學家宣布他們在含砷濃度很高的一個內陸湖中找到一種吃砷的細菌。組成通常細菌DNA的是磷元素,而在這種細菌上,磷卻被劇毒的砷取代了。這則消息曾轟動一時,當時人們驚呼「發現了外星生命」。但不幸,日前另有科學家在博客上聲稱他們並沒有重複出同樣的結果。所以對此項發現,我們還需要等待時日才能下最後的結論。
另一種途徑是在實驗室合成出它們。目前,有科學家正在擺弄著右旋的氨基酸,希望合成出新的生命來。還有報道說,美國一個研究小組製造出了一種「准生命」分子,組成其DNA的有6個鹼基,而不是通常的4個。這種「准生命」能夠複製,能夠進化,唯一的缺憾是它的複製要在人的幫助下才能完成,所以還不能算是完全獨立的新生命。
儘管這些成果目前還不理想,但有重大的探索意義。如果保羅·戴維斯的觀點被證實,那麼哪怕在太空找到外星生命的希望依然渺茫,我們也有充分的理由預言:外星生命的存在比我們原先想像的要普遍得多。
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