太空處處有生機（上）

在晴朗無云的夜晚，我們能看到頭頂上方黑色幕布上的點點星光。天文望遠鏡傳回的照片上，一望無際的黑暗中，對人類而言巨大無比、璀璨奪目的星球就像一粒粒灰暗的塵埃，太空就像一片廣闊漆黑、荒無人煙的沙漠。

在科幻電影中卻不是如此，太空中充滿著多種多樣的生命和文明。《星球大戰》中許多星球上都存在著高智商生物，但是他們的外形跟地球人很不一樣，三角腦袋、金色眼睛的類人生物;沒有眼睛、全身粘液的蛞蝓;頭上長著潛望鏡的蛇形生物等。《阿凡達》中外星球潘多拉的原住民是約3米高的藍皮膚類人生物，他們被地球人稱為納威人，具有與動植物交流的能力。

太空到底是沒有生命的荒漠還是生機勃勃的大花園？雖然到目前為止，我們還沒有在太空中找到活體生命的痕跡，但是許多科學家仍然信心滿滿地認為，答案應該是后者。

環境不同，生物有異

地球上的生命是數十億年適應環境、發展進化的結果，其他星球的生命也應是如此，因此在科學家的想象中，其他星球的生命與地球生命在外形上會有很大的不同。

讓我們先從星球軌道來看。2016年，我國的科學家通過計算郭守敬望遠鏡和開普勒衛星的測量數據，發現約八成的太陽系外行星的軌道與太陽系行星的相似，大多為偏心率小于0.1的近圓形軌道，只有兩成左右的系外行星偏心率較大，平均值大于0.3，呈現明顯的橢圓形軌道。這個結果讓人振奮，因為近圓形軌道的行星在任何時間都不會太親近或疏遠自己的恒星，溫度將更加穩定而舒適，更適宜哺育生命。八成行星軌道是近圓形，大大提高了科學家尋找地外生命的信心。在這類行星上，有可能存在與地球上相似的生物。

不過即使是軌道狹長近橢圓的行星，比如迄今為止發現的軌道偏心率最大的行星HD 76920b，它接近恒星的時間短暫，夏天非常炎熱，隨后將迎來漫長寒冷的冬天。這樣的行星，它的生存環境對地球生物可謂十分惡劣了，但是科學家也沒有放棄希望，他們樂觀地想象著，也許這樣的行星上面會生存著長著四肢和樹葉的步行植物呢。步行植物周身披著綠色葉子外衣，卻又長著動物的四肢，可以靈活運動。光照充足的午后它會靜靜地沐浴著日光進行光合作用，而資源緊張的時候，四肢能幫助它們競爭和奪取生存物資。在炎夏和寒冬，它們會逃離到溫度適宜的地區，又或者靠著長長的睡眠越冬。當行星接近和離開恒星的過程中，會有兩個短暫的溫度適宜的時期，這時步行植物就可以抓緊時間開花結果、繁衍后代。

如果要在地球上找類似的生物，那可能就是綠葉海蛞蝓或者中縊蟲蝘蜓了，前者是一種螺類，后者則是一種纖毛蟲。它們靠吞食藻類生存，但是不會完全消化藻類，而是將藻類的葉綠體納入自己的細胞中，自行進行光合作用，這樣它們就同時具有了動植物的本領。

恒星對行星的引力強弱也會影響行星孕育的“孩子”。與恒星距離過近的行星將受到恒星強大的引力影響，使得行星運行在固定的軌道。在這個軌道內，行星的自轉周期和它繞恒星公轉的周期一致，這就造成行星總是同一個半球面向恒星，就像我們在地球上總是看到月球的同一面一樣。這樣的行星一面永遠沐浴著陽光，另一面則陷入永恒的黑暗，不同的兩面將生存著完全不一樣的生物。向光的一面進行光合作用，與地球上的沙漠植物類似的生物可以生存在這里。背光的一面寒冷黑暗，這里可能生存著身披皮毛、長睡不醒的動物，它們大張著嘴巴，“迎接”迷路的來自向陽那一面過來的動物。

而離恒星太遠的行星受到的引力就太過微弱。當受到另一個星系的恒星的引力影響時，它很可能會脫離原本的軌道，成為宇宙中孤獨的流浪者，在宇宙中這樣的“流浪者”多達250億顆。流浪的過程中，行星很難再享有恒星的光和熱，但也許它并不是一顆冷冰冰的“死星”，其核心可能進行著元素衰變反應，又或者發生著劇烈的地質活動，能為行星的生命提供能量。但是這些生命將不得不適應沒有陽光的環境，就像地球巖石和海洋深處的硝化細菌、硫細菌和鐵細菌一樣，即使沒有陽光，它們也能通過化能合成作用，氧化無機物，并運用氧化過程釋放的能量將二氧化碳和水合成有機物，維持生命。但是這種方式生產的能量是有限的，它只能滿足微型生物生存的需要，所以暗星中的生命大多具有迷你的體型。

內部條件決定“外貌”

除了星球的運行軌道和恒星引力，星球的內部條件也影響著生物的形態。

比如它是氣態星球還是固態星球，這能決定其中的生物是身輕如燕還是體壯如牛。土星和木星這樣的氣態星球上的動植物可以獲得巨大的浮力，它們都在大氣中“游動”生活。因為重力更小，那里的樹木可以生長到地球上樹木的10倍高，動物們將依靠著充滿氫氣或甲烷的氣囊在空中“飛行”，盡情享用漂浮在高處的綠藻云、氣球狀植物和章魚狀動物。

當飛行能力變成生物的必備本領時，肌肉的供氧能力會決定動物是否能長時間追捕或逃跑。地球上的多數動物是利用血紅蛋白中的鐵原子來結合、運輸氧氣的，而章魚等頭足類動物卻不同，它們利用血藍蛋白中的銅原子來運送氧氣，與鐵原子相比，銅原子結合氧氣的速度更慢，但是它能結合更多的氧氣，這使得章魚行動遲緩卻能長期運動。為了長期飛行，也許氣態星球上的生物會拋棄紅色的血紅蛋白，它們的血液會是藍紫色的。

我們知道，地球上的生命起源于海洋，所以我們一直認為水是生命存在的必備條件。在木星的衛星木衛三的地表之下，科學家發現了一個巨大的分層海洋，其海水總量遠大于地球，這里想必藏著許多我們夢寐以求的外星生物。木衛三高溫的核心溫度使核心附近的冰層融化成水，但是沒法融化整個冰層，接近地表的冰層則受到木星引力的影響而破碎消融，于是海洋被分成一層冰一層水的“三明治”結構。如果這個分層海洋中有生命的話，它們很可能起源于海底，慢慢地逐層入侵，形成一個有共同起源的垂直生態系統。從外觀上看，這個生態系統就像一棵巨大的古樹。底部的“樹根”可能由無數的變形蟲細胞組成，延伸到上層的“樹干”和“樹枝”則被蝦蟹、魚類等食肉動物占據。

但是海洋中的液體一定要是水嗎？其他的液體環境會產生生命嗎？科學家認為是可能的。土星的衛星土衛六，看起來非常像地球，它的河流和湖泊充滿著液體，但是這些液體與地球上的水有天壤之別，這是液體甲烷，是燃料天然氣的主要成分。美國和墨西哥的科學家團隊在墨西哥的尤卡坦半島發現了一個以甲烷為基礎的生態系統，其中的微生物依靠甲烷生存，其他動物則以甲烷微生物為食。既然地球都有甲烷微生物，其他星球也完全可能存在。