毒藥喂出新生命

砷是什麼?它是一種劇毒物質，構成砒霜的成分，生命的大敵。生活中，人們一般用含砷元素的物質來制殺蟲劑和滅鼠藥。

可是最近，一則消息震驚了世界，美國宇航局的科學家宣布在地球上發現了一種新細菌，它們不僅能夠吃進砷元素，而且吃下去的砷還代替構成生命的基本元素磷，變成細菌身體的一部分。這就相當於說，有的生命竟能通過吃毒藥維持生存!真是令人匪夷所思。

如果這種新細菌的確用砷來代替了體內的磷，那麼科學家們真得要換個眼光來重新打量生命了：既然毒藥也能被生命利用，那在宇宙中一些環境惡劣的星球上，誰敢保證說那兒一定不會有外星人以我們完全想像不到的方式、用我們不敢想像的元素生活著?

砷：本事不大幫倒忙

生活中有毒的東西很多，但是毒性誰都有，毒法各有不同。記得有一篇童話：兩隻蘑菇在森林裡爭論誰的色彩更艷麗，這時一個小男孩湊上去說：「別爭了，你們都是有毒的!」兩隻蘑菇立刻警覺起來，說道：「哎呀，你是人嗎?這是人話呀!」童話作者的言外之意是，蘑菇的毒其實只是對人來說有毒，對蘑菇自己卻未必是毒。

這一說法在科學上是有道理的。因為有些毒物之所以毒，只是因為它特殊的分子結構對某些生物有害，對於另一些生物卻未必有毒，至於其構成元素，則更不見得有毒。譬如說著名的農藥滴滴涕，其構成元素碳、氫、氯本身都是無毒的。

但砷的毒性卻是例外。砷不僅對人，對一切生物都有毒，屬於那種「所有生物避而遠之」的那種毒。為什麼砷會成為生命的死敵呢?這要從另一元素——磷在生命中的重要作用談起。

眾所周知，碳、氫、氮、氧、磷和硫是構成地球上所有已知生命的六大基本元素。其中，磷是生物體內攜帶遺傳信息的染色體的重要化學成分;又是構成細胞膜的核心成分(從細菌到動植物的所有細胞都有細胞膜);此外，它還是組成三磷酸腺苷的重要成分，而我們知道這種分子攜帶著生命活動必不可少的能量。磷對生命活動太重要了。

在元素周期表中，砷位於磷元素的正下方。我們知道在元素周期表中，位於同一列的元素具有相似的化學性質，所以很多磷的化合物，也完全可以用砷來代替磷，而能保持其分子結構和化學性質大致不變。對於我們身體里的某些生物化學反應，砷甚至比磷還活潑，所以當需要合成含磷的有機分子，而邊上又恰好有砷存在時，砷往往比磷搶先一步。

如果砷這位「好事者」能幹倒也罷了，可它偏偏又是「無能之輩」。它毫不客氣的把磷的擔子包攬過來，但干到半截，卻撂挑子不幹了，因為含砷的遺傳物質會不穩定，於是砷攪合進來，會造成整個生命結構的崩塌。這就是砷對所有生命都屬於劇毒之物的原因。

細菌以砷為食?

過去砷給人們留下的惡劣印象太深刻了，所以我們不難想見，當科學家們聽到說有細菌竟然以砷為食，並讓砷取代磷變作生命的基本元素時，為什麼要大吃一驚了。

讓我們回顧一下這個發現的過程。美國加利福尼亞州的莫納湖是一個鹽鹼度極高的鹹水湖。這個湖的湖底沉積物中砷含量很高，同時這裡又生活著很多細菌。

2010年，美國航天局的一個科研小組從湖底提取了一些帶有細菌的沉積物。他們把沉積物拿到實驗室里，用大量的不含磷和砷的鹽水稀釋，以盡量去除其中的磷和砷，同時給這些細菌一些養料，維持它們的生存;培養一段時間後，他們分離出一種特殊的細菌。通過給這種細菌喂砷元素，這種細菌體內的蛋白質、三磷酸腺苷和遺傳物質上都出現了砷，也就是說，在這些本來應該含磷的生命「部件」上，磷的角色都被砷取代了。似乎這種細菌可以通過吃砷來生活。

當然，目前很多科學家都對此項研究提出了質疑。其中一個疑點是，至今科學家還無法通過直接的觀察來確定DNA上的磷原子有沒有被砷原子代替，他們都是通過間接的手段得到有關信息的。所以這種細菌也許只是「粘」上了一些砷元素，並沒有用砷元素來替代磷元素，構成身體的一部分。至於這種細菌在砷的溶液中能夠生長，也有人懷疑那只是因為溶液里還殘留著一些磷，細菌還能吃到磷，於是它們仍然能維持自己的生存，而並非是靠吃砷而生長。

外星人常吃的元素

和我們不同嗎?

要知道，碳、氫、氮、氧、磷和硫成為地球上生命的六大基本元素。這並不是偶然的，因為這六種元素是地球上最常見、也是在宇宙中含量最豐富的幾種元素(就拿磷元素來說，它在宇宙中的含量就比同族的砷元素高出1580多倍)。生命每時每刻都要與外界交換物質，如果組成生命的元素在環境中很罕見，那麼它們很快會因「缺少營養」而斃命。從這個角度我們有把握地說，如果真有外星人，它們最大的可能還是跟我們擁有同樣的元素構成。

當然，在某些特殊的情況下，比如說在某個星球上某種化學成分比較稀缺，而化學性質相近的成分卻很富足，那麼也不排除會發生像科幻小說里經常描述的一幕，生命的基本化學成分被替代。

讓我們一起來看看，我們身體上哪些成分可能被替換，換句話說，外星人還可能會以什麼樣的形態存在。

最常提到的元素替代方案是用硅來替代碳。在元素周期表中，硅就在碳的正下方。像碳一樣，硅也可以用來構建能夠承載足夠信息的大分子。不過，硅的化學性質不如碳活躍，不容易和很多元素結合。另外，硅也不容易形成豐富多彩的化學結構。

我們都知道，二氧化碳是一種氣體，而且溶於水，容易被植物吸收，而植物體內的碳來自於空氣中的二氧化碳，植物通過光合作用把碳留在自己體內;而動物身體里的碳又來自植物，它們通過吃植物生存，同時也吃進了植物的碳。

但是，二氧化硅卻是一種固體。它是沙子的主要成份。假如有硅基植物存在，要利用二氧化硅比登天還難。硅基動物就更可悲了，它們呼入氧氣，但排出的廢物或許會是二氧化硅，也就是說它們要時刻不停地排泄沙子……這對嬌嫩生命體來說簡直不可能發生。而且根據1998年的觀測數據，宇宙中碳和硅的含量之比是10:1，一般來說，有硅的地方也有碳。硅基生物原本就比碳基生物難以產生，而碳又比硅多得多，容易替代硅，所以硅基生物出現的可能性是非常小的。

我們隨時都要呼吸氧氣，但氧氣這東西其實是可以替代的。地球上有很多厭氧生物就不需要呼吸氧氣。但在它們身上氧元素也是不可少的，只是以不同的途徑獲得而已。在外星環境下，最適合代替氧的元素是氯。但氯在宇宙中的含量要比氧少很多，所以充滿氯的星球可能比充滿氧的更罕見。

稍難一點的是尋找水的替代品。地球上所有的生物都需要水才能生存。水是理想的溶劑和載體，離開了水生命活動就難以完成。所以科學家在尋找外星生命時特別留意其他星球上有沒有水，尤其是液態水。

不過，實在沒有水，生命也可能利用其他液體生存。液態氨就是一個不錯的候選者。液態氨可以溶解很多金屬元素，以及大多數有機分子，很多元素都可以在氨水中發生化學反應。不過液態氨也有很多缺點。它的沸點太低，-33℃就變成氣態了。所以，只有在那些特別冷的星球上，才有可能存在著生活在液態氨里的生物，而且因為太冷，它們的生長速度一定也極其緩慢。

當然，以上都是天馬行空的猜測。事實上生命活動是如此複雜，牽涉到成千上萬的生物化學反應，這些化學反應一環接一環，只要其中一個無法完成，生命就可能無法存在。而我們實在無法保證生命的一種成分被替代之後，那些替代的化學反應都能順利完成。

新發現的細菌是不是真的依靠吃砷活著，科學家們還沒有最後確定。即使最後確認細菌拿砷當食物，我們也不能推論說，生命可以從充滿砒霜的環境中起源。很可能新細菌的祖先還是靠吃磷生活的，只是後來一部分細菌身處砷含量很高的極端環境中，進化出了吃「毒藥」也能活的本領。

所以，構成外星人身體的元素，最大可能還是那些構成我們身體的元素。

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