寻找外星生命的最新进展

触目惊心的事在宇宙中发生了。那就是出现了一种叫做生命的东西,生命是一种重复。生命消耗能量。生命具有适应性。较高级的生命具有自我意识。
  人类一旦意识到地球不是宇宙的中心,就会在宇宙中寻找同伴。为何存在希望?答案是:生命的顽强出乎我们的想象。

  1995年以来,天文学家们探测到至少有22颗行星围绕着其他星球旋转。最近几年,最激动人心的外星生命探索的进展却是在地球上完成的。在地球的某些独特封闭的恶劣环境中发现了兴旺的生物体。微生物相继在地球深处的岩洞里,在深海火山口被发现。因此,对生命来说,火星就不算是难以接受的恶劣环境。

  2008年,航天器可以把采集的火星岩石带回地球,科学家们将在封闭的实验室内进行研究。以后,探测器的下一个目标可能是木星的卫星木卫二。木卫二冰天雪地的世界有许多迹象表明有地下海洋,可能存在着黑暗寒冷的生物带。

  人们坚持不懈地寻求某些能与外界沟通的大型外星高级生物。外星高级生物研究所(SETI)经过40年的努力仍未收到来自外星文明的信号。尽管这样,每年的信号处理技术越来越复杂,越来越高级。乐观派认为,只是时间问题,人类最终会和外星人接上“暗号”的。

   

  也许有一天外星人到地球上的餐厅用餐,他们有可能要点那种在墨西哥盐池内食用二氧化碳和氢的紫色的硫磺细菌为原料的菜肴。

“鼻涕”意味什么?

  外星生物学家来到地球最恶劣、最极端的地方,即人们能够找到的与火星或木卫二环境相像的最干燥、最寒冷的地方。在莫诺湖附近岸边的死谷,在南极洲冰架下面,智利的阿塔卡马沙漠或极圈北部的一些岛屿,到环境最恶劣的岩洞里。

  微生物学家波士顿和岩洞生物学家诺斯拉普戴着隔离面罩,钻进了墨西哥南部叫做卢兹镇附近的潮湿岩洞。岩洞地面到处是深深浅浅的水沟。她们小心翼翼地走着,以免掉进深水之中。最后,她们来到一个最深、最大的洞穴,叫做“大厅”。在那里,她们找到了一种她们定名为“鼻涕”的原始生物。“鼻涕”是微生物和泥泞所形成的胶状结构,悬挂在岩洞顶上。

  岩洞中的硫磺对人体有害,但却滋养“鼻涕”。最近,科学家们在地球上的各种地下环境中发现了生命,这表明在火星潮湿的地下带内也可能存在着生命。

  从石头下汩汩地冒出的泉水中,挖出一些像烧焦的卷心菜一样的灰色锰土。这就是名副其实的黏液球,具有活力的生物体,它与地球其他生命共存,悄悄地繁殖。

  波士顿说:“我们发现了与世隔绝的生物体。这样的环境对我们来说很恶劣,但对生物体来说却是必要的。这大大开阔了我们的眼界,提示外星生命存在的可能性大大增加了。”

  生命体最初是由宇宙间4种最活跃的元素氢、氮、碳和氧所构成的,并不需要以前普遍认为的万物起源和生长的第一推动力——阳光的存在。这一认识否定了外星生物学家原来的想法。生命与非生命密切相关,即使是最锐利的刀锋也无法将之切开。

  现在我们知道,一种功能性生态系统并不需要阳光或光合作用。早在90年代初,研究者就发现,华盛顿州很深的地下玄武岩内藏有完全与光合世界相脱离的丰富微生物。更复杂的生命也能适应恶劣的地方。当科学家潜入海洋深处时,他们发现了麋集在火山口的虾和微生物。

  生命能否在远离火星恶劣地面尘土下面的蓄水层中生存下来?怎样的生命能够承受木卫二下假设海洋的寒冷、黑暗环境?

  远在卢兹镇的岩洞的“鼻涕”并不是孤立地存在着的。虽然很小,但却与骚动着生命的世界相联系的。正当科学家竭力追踪在宇宙中有和地球相似“风水”的天体时,猛然认识到一种戏剧性的前景:外星生命的起源也许比想象中的容易的多。

  研究人员越是深入地研究地球上的许多新发现的“与世隔绝”的原始生物,就越是惊叹它们生命力之强。前面提到过的那种最原始的类似于细菌的生命既能在煮沸的开水中存活,也能在南极洲几千米深的冰层中生息繁衍。它能承受足以让1000人致命的伽马射线,能在彗星撞击产生的压力中生存下来,而宇宙中的真空也不会危及它的生命。

  当环境条件变得不利于生存的时候,这些生物便开始为期可能是上千年的“冬眠生存”。一支国际考察队在南极洲曾发现一种生物,它可以在-40度的环境中生存6个月,然后在极为短暂的夏天,在0度的融水中繁衍。尽管水中没有任何的矿物质,它依然能制造一种红颜色的色素。

  其实,即使是再高等些的生物也能在太空的极端条件下生存。缓步类动物在条件恶劣的情况下会蜷缩成一团,不论是100度以上的灼热还是接近绝对零度的严寒它都能抵挡。它能承受6000个大气压强以及宇宙中的真空,而高于安全标准250倍的致命伽马射线也不在话下。类似的节肢动物遍布地球的各个角落。

并非证据确凿的生命信号

  有趣的是,就在地球上生命起源的时候,火星的气候比现在的地球宜人得多。火星的地面图表明,该星球上曾经有过有流水的河,也许还有过海洋。生命也许起源于火星,通过落到地球的陨星而传播到地球。

  1965年,水手4号探测器拍摄了22张火星地面照片,火星上草原和森林的说法遭到否定。火星与月亮一样,地面是陨石坑荒原。

  1976年,海盗号着陆器来到火星地面,它没有发现令人激动的生命和有机分子踪迹。尽管这一使命是科学与技术的胜利,但是火星上没有生命的探测结果使外星生物学沉寂了20年。

  90年代,这一状况发生了变化。生物学家在地球的外星环境中发现了生物体,这激起了人们的兴趣,开始重新认识太阳系内其他星球上的潜在生命。

  ALH84001火星陨石现在静静地躺在休斯敦。这块45亿年前与火星生命共存的石头是在到达地球之后的13000年之后之后在南极洲被发现的。当时美国航空航天局(NASA)的科学家小组宣布:有4条证据可以证实,这块石头上曾经有过微生物生命。但是科学界认为,这些证据还不足以说明问题。例如,看似微生物化石的虫类结构可能是由无生命矿体滑动形成的。与细菌衍生物相似的一些矿物在电子显微镜下观看时,其微型结构是在不适合生命存在的极高温度下形成的。

  NASA于1996年8月7日在华盛顿召开了令人难忘的新闻发布会。人们对这一小小陨石的历史性发现激动不已。NASA的丹戈尔金虽然对此表示了谨慎的态度,但还是抑制不住激动的心情,他说:我们第一次见到了可能存在于这一地球以外来自太阳系内第三星球的生命证据。NASA小组迅速展示了令人震惊的图片和微生物化石照片,其中有一个像小虫。但是,也有人持异议。

  其实,NASA的科学家后来也不得不承认,他们的4条证据也可以解释为非生物性的。例如,化合物PAH有时是与生命体有关联,但也可以存在于汽车尾气中。他们发现了磁铁矿颗粒,里面有可能会产生微生物,但也可能不会。科学小组的结论遭到强烈攻击。一项破坏研究显示,有些微生物结构只不过是在滑动过程中形成的看似生物体外形的岩石碎片。研究者们还发现,陨石中有地球的污染物。

为什么木卫二上可能有生命

  木星的引力拉力可以形成足够的热量将木卫二冰架下面的冰融化成水。如果这种拉力还可以创造足够的热量促成火山活动,循环的化学物质可以被微生物利用为能,该卫星有可能存在生命。

  地球生命可能起源于类似这种处在海洋火山口热液状态的海底微生物(上图)。微生物能在这些火山口超热水中的化学物质中获取能量。同时,图中所示的微生物具有足够的光合色素,能从光中获得10%至20%的能。微生物学家汤姆贝蒂说,光合作用有可能就是从这样的海中火山口周围热液中的微生物演化而来的。他认为即使是暗无天日的木卫二星海洋内也可能出现生命。

他们都在何处

  1950年,物理学家恩里科费米曾问过他的同事:他们都在何处?此话后来成为一句名言。从理论上说,人类约在1百万年以后能够统治银河系。如果这样,具有更古老文明的外星宇航员也可以这样做。那么,他们为何不来到地球。这就是费米悖论。

  他们是否正在观察着我们,而又未被发现呢(动物园假设论)?他们是否来过,留下过物品,厌倦了,离开了(这是“古老宇航员”论,假设金字塔等就是外星人建造的)?或许这一切对高等生物来说,星际旅行太昂贵、太耗费时光(距太阳系最近的星球也有近40万亿公里)?

  20世纪最伟大的生物学家之一欧奈斯特迈尔曾经坚持,高级智能在10亿种生物中诞生,在地球上只有一次。因此其概率是10亿比1。但是哈佛大学物理学家保罗霍罗威茨则认为,可以用相反的思路看待相同的数据:我们仅仅认识到了一个诞生了高级生命的地球。因此,概率为1比1。

  在宇宙任何地方发现了即使是一条外星阿米巴虫也可以揭示平行发展轨道上生命进化的程度,无论其某种结构如眼球、翅膀、大脑是否有用。到目前为止,人的大脑在地球上按人体之比是最大的。

外星高级生物的长相

  高级外星生命极有可能与我们的想象相左,物理和化学特性也许是相同的,因此,我们可以合理地想象有可能遇上的任何高级生命都将有地球生命的一些基本特性(下图)。

  个子:高级生命一定比较复杂,是多细胞的,科学家们相信,细胞的基本大小是差不多的,因此外星高级生物不可能太小。

  头部:光、声音和气味存在于整个宇宙之中,因此肯定有感觉器官,可能在大而复杂的大脑附近。

  骨骼:内部骨骼可以支撑和保护重要的身体器官,尤其是内部联络的中央神经系统所必不可少的。

  四肢:高级生命差不多还有能够进行移动和制作工具的额外肢体。尽管外星人有多个肢体和眼睛,但是在地球上两只眼睛和四条肢体就足够了,这样不会增加大脑的负担。

  这并不是说,我们指望出现好莱坞式的外星人。但是,加州科学家肖斯塔说:“大自然可能要比我们更富有创造性。”