太陽(yáng)系里的外星生命

黃忻然

經(jīng)過(guò)38億年的進(jìn)化，現(xiàn)在地球上生命形式多樣，物種繁多，然而，即使是地球上最簡(jiǎn)單的生命，對(duì)環(huán)境也還是有要求的，比如它們需要水、有機(jī)材料（主要是碳基的）和能源。缺少任何一種因素，它們都可能無(wú)法存活。

長(zhǎng)久以來(lái)，正是受到知識(shí)和思維的限制，人們認(rèn)為太陽(yáng)系之內(nèi)除了地球，其他星球都沒(méi)有生命，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)星球與地球相似。此外，對(duì)于外星智慧生命的認(rèn)識(shí)，人們往往更傾向于相信它們是某種人形生物，就如同電影中描述的那般。

隨著不斷的探索，我們對(duì)地球以及其他星球有了更多的了解，外星球上的環(huán)境看似神秘詭奇，但是同樣的環(huán)境竟然在地球上也能找到。而根據(jù)生物學(xué)家的觀點(diǎn)，在相似的環(huán)境中能進(jìn)化出相似的生物，比如海洋中進(jìn)化出了鯨和鯊魚(yú)，盡管它們一種是哺乳動(dòng)物，一種是魚(yú)類，但是在外形上有相似之處，并且都能適應(yīng)海洋環(huán)境。

那么，在太陽(yáng)系的其他星球上也會(huì)有與地球生命一樣的生物嗎，比如火星人？對(duì)此，天體生物學(xué)家提出了一些觀點(diǎn)，在這些問(wèn)題上，你會(huì)和他們不謀而合嗎？

火星：耐輻射的生物

火星是我們研究過(guò)的最詳細(xì)的星球之一。20年來(lái)，美國(guó)宇航局的各種探測(cè)器不間斷地在火星上活動(dòng)，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，火星表面對(duì)于生命來(lái)說(shuō)極其嚴(yán)酷和危險(xiǎn)。

既然火星的環(huán)境如此惡劣，那么我們想象中長(zhǎng)著人形的火星人就不可能存在了，甚至是我們所認(rèn)識(shí)的其他普通生物也不能在上面生存。于是天體生物學(xué)家轉(zhuǎn)換思路，他們認(rèn)為，火星生命應(yīng)該是某種微生物。那么會(huì)是什么樣的微生物呢？

在地球上，也有一些地方環(huán)境相當(dāng)惡劣，但仍存在生命，比如在南極洲寒冷且含鹽度極高的環(huán)境中生活著一種嗜鹽古細(xì)菌，這些細(xì)菌的表面覆蓋著一層水化膜，有利于抵抗高鹽和干燥的環(huán)境。

而嗜鹽古細(xì)菌歸屬于“極端微生物”。極端微生物是適合生活在極端環(huán)境中的一類微生物的總稱，這類微生物不只能耐寒、耐旱、耐高鹽，而且還能在酷熱、高壓、強(qiáng)輻射、無(wú)氧以及重金屬等極端條件下茁壯成長(zhǎng)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其中有一種被稱為“耐輻射異常球菌”的細(xì)菌似乎更特別，因?yàn)樗鼈兊哪洼椛淠芰Τ瑥?qiáng)。研究人員曾在真空環(huán)境下，對(duì)耐輻射異常球菌施加了相當(dāng)于微生物在太空旅行100萬(wàn)年所受到的輻射量，結(jié)果它們?nèi)源婊钪Ｋ鼈円彩悄壳盀橹乖诘厍蛏习l(fā)現(xiàn)的最耐輻射的生物。而這種微生物之所以能在強(qiáng)輻射、重金屬等環(huán)境中生存，得益于它們高效而準(zhǔn)確的DNA修復(fù)系統(tǒng)。

既然耐輻射異常球菌能在與火星上相似的惡劣環(huán)境中生活，那么，它應(yīng)該也可以在火星上生活。所以，如果火星上真的有生命，那可能就是耐輻射異常球菌了。

當(dāng)然，耐輻射異常球菌只是天體生物學(xué)家對(duì)火星生命的推測(cè)之一，火星生命也可能是地球上沒(méi)有的生物。不管是什么樣的生命，要能在火星上生存，必須具備適應(yīng)強(qiáng)輻射、耐旱、無(wú)氧等環(huán)境的能力，而且還需要具備分解巖石中的鐵和其他礦物質(zhì)的能力。

木星：漂浮在風(fēng)中的“城市”

木星是太陽(yáng)系中體積最大的行星，這個(gè)星球沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的表面，越靠近中心壓力就越大，溫度越高，不僅如此，木星上還刮著狂暴的風(fēng)。木星肯定不是一個(gè)適合我們所知的任何生命形式居住的星球，如果真的有生命存在，它們必定不同于我們所熟悉的地球生命。

已故的美國(guó)著名天體物理學(xué)家、科幻作家卡爾·薩根曾在紀(jì)錄片中描述宇宙中的生物。其中他稱，他與美國(guó)康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家薩爾皮特做過(guò)計(jì)算，推測(cè)出了木星上可能存在的生命形式——活“氣球”，他們把它稱為“漂浮者”。這種生物就漂浮在空中，以大氣中的有機(jī)分子為食，也可能通過(guò)陽(yáng)光照射補(bǔ)充能量，為了保持浮力，它們可能會(huì)通過(guò)泵出體內(nèi)的氣體來(lái)達(dá)到平衡的效果，而泵出體內(nèi)的氣體可能也是它們控制體溫的方式。

那么，如果我們到達(dá)木星，是不是會(huì)看到一只只小小的、可愛(ài)的漂浮生物呢？其實(shí)它們可能與我們想象的不一樣，它們不小，可能也不可愛(ài)。由于木星上風(fēng)很大，為了抵御強(qiáng)風(fēng)，這些生物不得不進(jìn)化出巨大的身體，它們可能比地球上最大的鯨還要大，甚至可能比一座城市還大。因此我們?nèi)祟愒谀拘牵赡芎茈y發(fā)現(xiàn)木星生物，因?yàn)槲覀兺荒芸吹剿鼈兩眢w的一部分，可能意識(shí)不到我們看到的是一個(gè)生物。

海王星：防凍的“大氣球”

海王星是太陽(yáng)系中最著名的行星之一，它是太陽(yáng)系中最冷的行星，上面刮著太陽(yáng)系中最猛烈的風(fēng)，表面可能還覆蓋著鉆石海洋。可以說(shuō)，我們所知的生命形式在這里沒(méi)有絲毫的生存機(jī)會(huì)。但是天體生物學(xué)家們卻認(rèn)為，這樣的環(huán)境也可能存在生命！

那么，海王星的生命會(huì)是什么樣的呢？

由于同是氣態(tài)巨行星，因此天體生物學(xué)家推測(cè)，最有可能在這里生存的生物與木星上的漂浮者相似。不過(guò)海王星的氣溫比木星低很多，因此海王星漂浮者可能還要具備防凍的“本領(lǐng)”，這意味著它們的體內(nèi)不會(huì)像我們一樣有水分。鑒于海王星的條件，天體生物學(xué)家推測(cè)，那里可能生活著氨基生命，在它們體內(nèi)取代水的是一系列胺化合物，這是氨的衍生物，也是天然的防凍劑。

此外，漂浮者要具備足夠大的浮力，據(jù)推測(cè)，海王星漂浮者的浮力可能與木星漂浮者的相似。并且海王星上的漂浮者也要巨大無(wú)比，并且抗風(fēng)能力極強(qiáng)（別忘了海王星上有太陽(yáng)系內(nèi)最猛烈的風(fēng)），這樣它們才能不那么容易隨風(fēng)飄走，才能盡可能多地吸收到寶貴的陽(yáng)光。

雖然海王星在1846年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但是至今只有美國(guó)的旅行者2號(hào)探測(cè)器近距離觀測(cè)過(guò)它，可以說(shuō)，我們對(duì)它的了解還很少，或許海王星上的生命不是漂浮者，而是生活在鉆石海洋中的某種人類未曾見(jiàn)過(guò)的生物。

木衛(wèi)一：

躲在熔巖管中的極端微生物

木衛(wèi)一是距離木星最近的衛(wèi)星，火山活動(dòng)非常頻繁，因此，木衛(wèi)一經(jīng)常“換臉”——新的熔巖不斷地覆蓋表面，使其表面看起來(lái)總是那么年輕。許多人認(rèn)為，這樣一個(gè)地獄般的星球肯定是一片死寂，但是木衛(wèi)一上并非完全沒(méi)有生命存在的可能，因?yàn)槟拘l(wèi)一上可能有一些安全的避難所——熔巖管。

熔巖管是剛從火山流出的熔巖流冷卻之后形成的中空的管狀結(jié)構(gòu)。之所以認(rèn)為木衛(wèi)一的熔巖管中有生命，是因?yàn)榭茖W(xué)家在地球高溫的熔巖管中找到了極端嗜熱菌。這是一類耐高溫的細(xì)菌，能在90℃以上的高溫環(huán)境下生存，最高的耐受溫度甚至可達(dá)250℃，這些生物能從硫基化合物中獲得能量。

由于木衛(wèi)一上火山頻發(fā)，因此可能存在與地球熔巖管相似的環(huán)境。而事實(shí)上，熔巖管可能是一個(gè)生命的避難所，它不僅能為微生物抵擋外界的輻射，而且還能隔熱和提供濕氣，再者熔巖管中還可以為這些生物提供硫基化合物來(lái)進(jìn)行代謝，可以說(shuō)，熔巖管為這些微生物提供了基本的安全和生活保障。不僅是木衛(wèi)一，科學(xué)家還推測(cè)月球和火星的熔巖管中可能也有生命。

當(dāng)然，我們現(xiàn)在還無(wú)法確認(rèn)木衛(wèi)一上是否生活著某種極端嗜熱菌，不過(guò)在尋找外星生命這方面，我們不能因?yàn)橐粋€(gè)星球的環(huán)境太惡劣就輕率地將它歸類為沒(méi)有生命的星球。

木衛(wèi)二：冰下海洋漫步的生命

木衛(wèi)二吸引人，不是因?yàn)樗翘?yáng)系中最明亮的衛(wèi)星，而是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，木衛(wèi)二的冰凍表面之下很可能有一個(gè)巨大的海洋，這個(gè)海洋是由液態(tài)水組成的，在海底可能還有時(shí)常噴發(fā)的火山。不僅如此，科學(xué)家還曾在木衛(wèi)二的表面發(fā)現(xiàn)了可能對(duì)生命誕生至關(guān)重要的有機(jī)物。也就是說(shuō)，木衛(wèi)二具備了我們認(rèn)為生命所必需的基本條件——水、有機(jī)物和能量。因此，木衛(wèi)二也被認(rèn)為是太陽(yáng)系中除了地球之外最適合居住的地方。

條件如此“優(yōu)越”，那么木衛(wèi)二上會(huì)有什么樣的生命呢？

2009年，一些科學(xué)家通過(guò)研究認(rèn)為，木衛(wèi)二的地下海洋中富含氧氣，足以支持多種生命形態(tài)的存在，因此他們推測(cè)，木衛(wèi)二海洋中可能生活著類似地球魚(yú)類的生物。不過(guò)天體生物學(xué)家們沒(méi)有這么樂(lè)觀，他們認(rèn)為，木衛(wèi)二可能更適合海洋細(xì)菌生存，也可能是比細(xì)菌更復(fù)雜的東西。雖然我們還不能確定比細(xì)菌更復(fù)雜的生命是什么，不過(guò)天體生物學(xué)家們推測(cè)，雖然長(zhǎng)相可能不一樣，但是它們從特性上來(lái)說(shuō)，可能類似于地球上的緩步動(dòng)物。

緩步動(dòng)物俗稱“水熊”。水熊是一種多細(xì)胞生物，是具有神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物，它們的原生環(huán)境是有水的，不過(guò)它們能棲息于各種環(huán)境，不僅在我們的后院，在海拔超過(guò)6000米的高山和海面之下4000米的海溝，也能找到它們。這種動(dòng)物具有頑強(qiáng)的生命力，在地球上，科學(xué)家對(duì)這種動(dòng)物做過(guò)很多實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)顯示，水熊在-270℃到145℃的溫度下依然能存活；在6千倍的大氣壓的壓力下仍安然無(wú)恙；即使是在5.7萬(wàn)倫琴的X射線輻射下（500倫琴可殺死人類），它們也能活下來(lái)；原子彈的爆炸中它們也能毫發(fā)無(wú)損。2011年，水熊被送到太空，進(jìn)行艙外實(shí)驗(yàn)，最終它們成為第一種在太空中征服了冰凍的溫度、強(qiáng)輻射和缺氧的真空環(huán)境，而生存下來(lái)的動(dòng)物。

鑒于水熊的種種優(yōu)點(diǎn)，天體物理學(xué)家認(rèn)為，能應(yīng)對(duì)木衛(wèi)二深海條件的復(fù)雜生命可能就是與水熊相似的生命，即使它們長(zhǎng)得不像，至少它們所具備的能力應(yīng)該是相同的——抗壓、抗凍。當(dāng)然，木衛(wèi)二上的生命會(huì)是什么樣，只能等我們?cè)谀拘l(wèi)二上找到它們，才能解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)了。

土衛(wèi)二：

蝸居在熱液噴口的生命

現(xiàn)在，讓我們到土星周邊去看看，在那里天體生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆能與木衛(wèi)二相媲美的衛(wèi)星，它就是土衛(wèi)二。土衛(wèi)二和木衛(wèi)二有哪些相似之處呢？根據(jù)2005年卡西尼號(hào)掠過(guò)土衛(wèi)二時(shí)傳回的數(shù)據(jù)，科學(xué)家認(rèn)為，土衛(wèi)二上可能有一個(gè)類似木衛(wèi)二的冰下海洋，并且洋底可能還分布著許多熱液噴口。

在這樣的環(huán)境下，可能存在著什么樣的生命呢？

天體生物學(xué)家認(rèn)為，土衛(wèi)二的熱液噴口周圍可能有一個(gè)繁榮的生命世界，大量的熱量和富含礦物質(zhì)的物質(zhì)被噴出，為生命提供熱量和食物。在那里可能生存著一些細(xì)菌，或許還生活著一些巨型管狀蠕蟲(chóng)。天體生物學(xué)家們之所以推測(cè)土衛(wèi)二海洋中有巨型管狀蠕蟲(chóng)，是因?yàn)樵诘厍蛏暇陀猩詈嵋簢娍凇?/p>

在地球的深海熱液噴口周圍，生活著一種管狀蠕蟲(chóng)，這是一種奇特的生物，它們?cè)谟紫x(chóng)時(shí)期是有嘴巴和消化系統(tǒng)的，但是長(zhǎng)大之后這些器官就消失了。而在幼蟲(chóng)時(shí)期，一些細(xì)菌會(huì)從它們的嘴進(jìn)入它們的體內(nèi)，這些細(xì)菌不會(huì)被消化，而是“住”在它們身體里。在管狀蠕蟲(chóng)長(zhǎng)大之后，這些生活在它們體內(nèi)的共生菌將發(fā)揮至關(guān)重要的作用——養(yǎng)活管狀蠕蟲(chóng)。管狀蠕蟲(chóng)身體頂端的眾多觸手能吸收周圍環(huán)境中的氧氣和硫離子，而這些物質(zhì)經(jīng)過(guò)細(xì)菌的加工，轉(zhuǎn)換成能量。成蟲(chóng)的管狀蠕蟲(chóng)就是利用這些能量存活的。這種生物的優(yōu)勢(shì)在于它們不需要主動(dòng)進(jìn)食，沒(méi)有多余的新陳代謝過(guò)程，將能量消耗降到最低，因此更有可能在惡劣的環(huán)境中生存下來(lái)。

基于此，天體生物學(xué)家們認(rèn)為，土衛(wèi)二的海洋中不會(huì)是生命的沙漠，那里可能生活著巨型管狀蠕蟲(chóng)或者類似巨型管狀蠕蟲(chóng)的動(dòng)物。

土衛(wèi)六：異形外星生命

土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星，濃厚的橙色大氣層讓它顯得很神秘。人類對(duì)土衛(wèi)六的了解基本上來(lái)自卡西尼號(hào)土星探測(cè)器以及其攜帶的惠更斯探測(cè)器。根據(jù)觀測(cè)和收集到的數(shù)據(jù)，科學(xué)家推測(cè)，土衛(wèi)六上可能有河流，還有巨大的湖泊。但是土衛(wèi)六上可能沒(méi)有水，其表面溫度在-180℃左右，在這樣的溫度下仍能保持液態(tài)的只有甲烷和乙烷，因此土衛(wèi)六上的“水”可能是液態(tài)甲烷和乙烷。這樣的環(huán)境適合什么樣的生活生存呢？

天體生物學(xué)家認(rèn)為，能在土衛(wèi)六上生存的生命應(yīng)該是顛覆我們常識(shí)的，它們可能是基于甲烷，無(wú)需氧氣的生命！

我們的細(xì)胞外層包裹磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質(zhì)可以自由通過(guò)，這層薄膜不僅可以保護(hù)細(xì)胞，還能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。

但是土衛(wèi)六上的生命可能與我們很不同，天體生物學(xué)家推測(cè)，土衛(wèi)六上的可能是擁有“氮質(zhì)體”細(xì)胞膜的生命。這是科學(xué)家在2015年提出的一種新型的、在地球上找不到的細(xì)胞膜形式，這種細(xì)胞膜由氮、碳和氫分子組成，而不是磷脂分子，在土衛(wèi)六的低溫海洋中就存在組成氮質(zhì)體的分子。具有這樣的細(xì)胞膜的生命可以在-180℃的溫度，以及沒(méi)有水和氧的情況下，保持穩(wěn)定和靈活。而科學(xué)家認(rèn)為，組成土衛(wèi)六生命細(xì)胞最有可能的是一種丙烯腈氮質(zhì)體。丙烯腈是一種無(wú)色有毒的液態(tài)有機(jī)化合物，這種物質(zhì)也存在于土衛(wèi)六的大氣層中。

盡管這還只是一個(gè)初步的推測(cè)，但是顛覆了我們對(duì)生命的一般認(rèn)識(shí)，宇宙中的生命形式遠(yuǎn)比我們想象的要豐富。

雖然這些還都只是假設(shè)，目前人類也沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何外星生命，但在這個(gè)需要開(kāi)拓思維，發(fā)揮想象力的領(lǐng)域里，即使只是天馬行空的想象，或許也能幫助我們解開(kāi)外星生命之謎。

拓展閱讀

開(kāi)普勒-16b——生長(zhǎng)著黑色植物的星球

除了太陽(yáng)系的行星，系外行星也是天文學(xué)家探索的一個(gè)重要領(lǐng)域，系外行星上的生命可能更出乎我們的意料，比如開(kāi)普勒-16b。

開(kāi)普勒-16b是一顆圍繞著兩顆恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。如果你看過(guò)《星球大戰(zhàn)》系列電影，就會(huì)知道它和塔圖因星球相似，不過(guò)由于開(kāi)普勒-16b比土星略大，密度極低，所以它可能沒(méi)有巖石表面。

如果未來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)開(kāi)普勒-16b有著類地球的環(huán)境，那么它可能擁有我們所知的最奇異的植物——黑色植物。這是因?yàn)殚_(kāi)普勒-16b的恒星比太陽(yáng)暗，為了完成光合作用，那里的植物要盡可能多地利用整個(gè)可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線，因此它們可能是黑色的。