黃德揆
微生物是地球上最早的生命,它們遍布于土壤、水和空氣中。在地球上,微生物無處不在,無處沒有。微生物包括細菌、放線菌、支原體、衣原體、病毒等一群構造簡單、形體微小的單細胞或多細胞生物。大多數微生物只能在電子顯微鏡下觀察,但是這并不會妨礙它們成為生命大家庭中的重要一員。而且越來越多的跡象顯示:微生物不僅在地球演化史上扮演了重要角色,在茫茫宇宙中,它們很可能起著生命播種機的作用,四處播撒生命的種子!
地球生命的種子
現代科學已經揭示,海洋是地球生命的孵化器,起著脫氧核糖核酸即DNA溶液的作用。在38億年前,作為地球上生命種子的微生物,從那里開始了自己播撒生命種子的歷程。據英國《自然》雜志2000年年底發表的文章介紹,美國、南非和日本科學家用C14對南非境內的古土壤表面進行鑒定時,證實那是27億~26億年前的微生物遺跡,從而確定生命從海洋挺進大陸的最早時間是在海洋出現生命10多億年以后發生的。
這些事實告訴我們,不論海洋還是陸地,最原始的生命形式都是非微生物莫屬,微生物是地球生命的種子。這符合生物進化規律——生命從低級形式逐步向高級形式的演化,科學家對此并無異議??茖W上一直爭論不休的問題在于:這些傳播生命種子的微生物,到底是在地球上土生土長的,還是來自宇宙空間的舶來品?
在沒有做出結論之前,我們不妨看看在嚴酷的自然界,這些肉眼無法看見的微小生命是如何為生命演化而斗爭的。
最頑強的生命——微生物
微生物不僅是地球生命的種子,是科學家研究生命起源的重要對象,而且還是最頑強的生命。最近幾年,科學考察船、考察隊不斷證實,地球生命可以在某些極端困難條件下生存。因為他們在南極冰原下、在巖石中間、在海底火山口附近的熾熱泉水里、在終年不見天日的地表下面,都獲得過微生物生命的記錄。
例如美國科學家最近在愛達荷州貝弗黑德山地下200米深處的熱水里,找到一種特殊的類似地球上早期微生物的新種群。地下微生物新種群的發現,使科學家備受鼓舞。因為它不僅再次表明微生物生命力的強大,而且還給探測“地外生命”的科學家以新啟迪。這里嚴酷的生活環境與火星相似,如果火星上存在生命,其生存模式應該與這里微生物的生存模式相同。組織這項研究的馬薩諸塞大學微生物學教授德里克·洛弗萊更為樂觀,他認為,有了這些發現,探測火星生命或許用不著舍近求遠了,用不著進行漫長的太空旅行去實地求證了,因為二者的生存條件相近。洛弗萊和他的同事在過去的10年里,一直為揭示這些地下生命的神秘面紗而努力。正所謂“工夫不負有心人”,他們終于有所收獲。在無法依靠陽光能源,在無法找到有機物質的環境中,微生物為了生存,不得不另辟蹊徑。它們把從地下釋放出的氫作為能量物質,以“氫為食”。它們將氫和二氧化碳混合起來制造甲烷氣體,以使自己在陽光照射不到的環境中生息繁衍。
太空中的微生物
為了驗證微生物強大的生命力,科學家還有意無意地讓微生物進入太空??纯此鼈冊谑サ厍蛑亓Α⒌卮艌?,失去地球臭氧層、大氣層庇護以后,如何面對宇宙空間強烈的高能輻射,以及巨大的溫差和高度真空環境的?
1969年,兩名美國宇航員從月球取回兩年前安置的攝像機讓科學家檢查時,無意發現其中存在活著的鏈球菌。經分析,它們是從地球帶上月球的。盡管如此,它仍令科學家驚嘆不已。 這些微生物在沒有水、 沒有空氣, 熱時溫度高達127℃, 冷時降至-183℃的月球環境中大難不死,本身就是奇跡。這個奇跡,只有生命力強大的微生物才可創造出來!
再說,誰也不曾留意過的微生物,在“和平號空間站”服役太空的15年里,始終陪伴著宇航員,始終沒有離開過空間站。它們在“和平號空間站”內,共更迭了10萬多代。它們不僅完全適應了惡劣的太空環境,而且不斷進化、發展。最后,它們對極限環境的承受能力,比地球上的同類高出10多倍。
與上面兩個事例不同,德國科學家曾經設計實施一套長期考察太空的課題。他們將5000萬個枯草桿菌孢子,暴露在無人參與的人造衛星外面,觀察它們在太空環境中如何動作。在1994年~1997年的試驗中,細菌孢子無一例成活。1999年以后,德國科學家改變做法,他們把細菌孢子分別和粘土、紅砂巖、火星隕石或模擬火星土壤的顆?;旌掀饋?,做成一個直徑約1厘米的小球。有了這些物質作為防護屏,小球內細菌孢子的成活率明顯提高。在大多數試驗品中,存活的孢子約在1萬~10萬個之間,由紅砂巖制成的小球中,5000萬個細菌幾乎無損傷地返回地球。
上述種種事實表明,生命力頑強的微生物能夠平安地走出地球,進入太空的,最多只要給與它們簡單的、容易實現的保護。如把它們和黏土等物質黏到一起,便能適應嚴酷的太空環境了。
宇宙生命的種子
1903年的諾貝爾化學獎得主——瑞典化學家斯萬特·阿曼列紐斯曾經提出“宇宙胚種論”。他認為宇宙中存在著微生物,它們是生命的種子,在宇宙中漂流。如果它們進入像地球這樣富饒的土地,生命的種子就會生根發芽,然后再進化成更高級的形式。當代著名物理學家英國人霍伊爾也是“宇宙胚種論”的倡導者,他認為宇宙塵埃中的微生物可能傳播到地球上。
反對這一理論的學者認為:第一,我們無法證明地球外確實存在生命;第二,我們沒有強有力的證據說明太空中的生命在自然狀態下能活著到達地球。言下之意,宇宙空間即使有“乘便車”而來的細菌孢子,在進入地球之前,它們不是在強宇宙射線和太陽紫外線扼殺下消亡,就是在與地球大氣劇烈摩擦中燒成灰燼。在那個時候,“宇宙胚種論”難以跨過這兩大障礙,所以它沉寂多年,沒有形成氣候。
德國科學家的太空試驗表明,地球外的微生物只要有沙土等保護層,就可能躲避宇宙射線和太陽紫外線的侵襲。而隕石、宇宙塵埃,恰恰能提供這種保護。我們知道,地球上幾乎每天都有未燒盡的隕石撞擊地面,說明這種保護同樣能經受與地球大氣的劇烈摩擦!再說這些年來,不斷有科學家報告說,在南極發現的火星隕石中隱藏著細菌孢子遺跡。最近美國航空航天局的科學家理查德·胡佛,對30年前墜落在澳大利亞的一塊隕石進行分析時,發現其中含有石化的微生物。種種發現告訴我們,宇宙中如果存在生命的種子,首選當推微生物,也只有微生物能擔此重任!
微生物的不朽作用
近些年來的一系列新發現、新成果,都肯定了微生物在生命演化史上的重要作用。都支持了微生物是地球上最古老居民,是地球生命種子的論斷。人類的所有發現均證明,微生物是最頑強的生命,在沒有陽光普照的地下,在大海深處的高溫泉水中,它們能不依附陽光、氧氣而生存;在茫茫宇宙的嚴酷環境中,微生物只需獲得沙土或巖石等簡單保護,便可歷盡劫波而不死。具有這么多堅忍不拔特點的微生物,能否在廣袤宇宙空間承擔起播撒生命種子的重任呢?我們相信在不太遠的未來,更多更充分的事實將打破沉默,將訴說這一切。微生物的不朽作用將永載史冊!