太陽系里的外星生命

黃忻然

經(jīng)過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，即使是地球上最簡單的生命，對環(huán)境也還是有要求的，比如它們需要水、有機材料（主要是碳基的）和能源。缺少任何一種因素，它們都可能無法存活。

長久以來，正是受到知識和思維的限制，人們認(rèn)為太陽系之內(nèi)除了地球，其他星球都沒有生命，因為沒有一個星球與地球相似。此外，對于外星智慧生命的認(rèn)識，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，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，盡管它們一種是哺乳動物，一種是魚類，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，在太陽系的其他星球上也會有與地球生命一樣的生物嗎，比如火星人？對此，天體生物學(xué)家提出了一些觀點，在這些問題上，你會和他們不謀而合嗎？

火星：耐輻射的生物

火星是我們研究過的最詳細(xì)的星球之一。20年來，美國宇航局的各種探測器不間斷地在火星上活動，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，火星表面對于生命來說極其嚴(yán)酷和危險。

既然火星的環(huán)境如此惡劣，那么我們想象中長著人形的火星人就不可能存在了，甚至是我們所認(rèn)識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、強輻射、無氧以及重金屬等極端條件下茁壯成長。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，因為它們的耐輻射能力超強。研究人員曾在真空環(huán)境下，對耐輻射異常球菌施加了相當(dāng)于微生物在太空旅行100萬年所受到的輻射量，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)家對火星生命的推測之一，火星生命也可能是地球上沒有的生物。不管是什么樣的生命，要能在火星上生存，必須具備適應(yīng)強輻射、耐旱、無氧等環(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”

木星是太陽系中體積最大的行星，這個星球沒有實質(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，他與美國康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家薩爾皮特做過計算，推測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，以大氣中的有機分子為食，也可能通過陽光照射補充能量，為了保持浮力，它們可能會通過泵出體內(nèi)的氣體來達(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，是不是會看到一只只小小的、可愛的漂浮生物呢？其實它們可能與我們想象的不一樣，它們不小，可能也不可愛。由于木星上風(fēng)很大，為了抵御強風(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?，可能很難發(fā)現(xiàn)木星生物，因為我們往往只能看到它們身體的一部分，可能意識不到我們看到的是一個生物。

海王星：防凍的“大氣球”

海王星是太陽系中最著名的行星之一，它是太陽系中最冷的行星，上面刮著太陽系中最猛烈的風(fēng)，表面可能還覆蓋著鉆石海洋?？梢哉f，我們所知的生命形式在這里沒有絲毫的生存機會。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，最有可能在這里生存的生物與木星上的漂浮者相似。不過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，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，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比，并且抗風(fēng)能力極強（別忘了海王星上有太陽系內(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)，但是至今只有美國的旅行者2號探測器近距離觀測過它，可以說，我們對它的了解還很少，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過的生物。

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，使其表面看起來總是那么年輕。許多人認(rèn)為，這樣一個地獄般的星球肯定是一片死寂，但是木衛(wèi)一上并非完全沒有生命存在的可能，因為木衛(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，是因為科學(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。而事實上，熔巖管可能是一個生命的避難所，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進(jìn)行代謝，可以說，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)在還無法確認(rèn)木衛(wèi)一上是否生活著某種極端嗜熱菌，不過在尋找外星生命這方面，我們不能因為一個星球的環(huán)境太惡劣就輕率地將它歸類為沒有生命的星球。

木衛(wèi)二：冰下海洋漫步的生命

木衛(wèi)二吸引人，不是因為它是太陽系中最明亮的衛(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巨大的海洋，這個海洋是由液態(tài)水組成的，在海底可能還有時常噴發(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)了可能對生命誕生至關(guān)重要的有機物。也就是說，木衛(wèi)二具備了我們認(rèn)為生命所必需的基本條件——水、有機物和能量。因此，木衛(wèi)二也被認(rèn)為是太陽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)二上會有什么樣的生命呢？

2009年，一些科學(xué)家通過研究認(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，木衛(wèi)二海洋中可能生活著類似地球魚類的生物。不過天體生物學(xué)家們沒有這么樂觀，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，不過天體生物學(xué)家們推測，雖然長相可能不一樣，但是它們從特性上來說，可能類似于地球上的緩步動物。

緩步動物俗稱“水熊”。水熊是一種多細(xì)胞生物，是具有神經(jīng)系統(tǒng)的動物，它們的原生環(huán)境是有水的，不過它們能棲息于各種環(huán)境，不僅在我們的后院，在海拔超過6000米的高山和海面之下4000米的海溝，也能找到它們。這種動物具有頑強的生命力，在地球上，科學(xué)家對這種動物做過很多實驗，實驗顯示，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恙；即使是在5.7萬倫琴的X射線輻射下（500倫琴可殺死人類），它們也能活下來；原子彈的爆炸中它們也能毫發(fā)無損。2011年，水熊被送到太空，進(jìn)行艙外實驗，最終它們成為第一種在太空中征服了冰凍的溫度、強輻射和缺氧的真空環(huán)境，而生存下來的動物。

鑒于水熊的種種優(yōu)點，天體物理學(xué)家認(rèn)為，能應(yīng)對木衛(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)二上的生命會是什么樣，只能等我們在木衛(wèi)二上找到它們，才能解開這個謎團了。

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年卡西尼號掠過土衛(wèi)二時傳回的數(shù)據(jù)，科學(xué)家認(rèn)為，土衛(wèi)二上可能有一個類似木衛(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。天體生物學(xué)家們之所以推測土衛(wèi)二海洋中有巨型管狀蠕蟲，是因為在地球上就有深海熱液噴口。

在地球的深海熱液噴口周圍，生活著一種管狀蠕蟲，這是一種奇特的生物，它們在幼蟲時期是有嘴巴和消化系統(tǒng)的，但是長大之后這些器官就消失了。而在幼蟲時期，一些細(xì)菌會從它們的嘴進(jìn)入它們的體內(nèi)，這些細(xì)菌不會被消化，而是“住”在它們身體里。在管狀蠕蟲長大之后，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。管狀蠕蟲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)過細(xì)菌的加工，轉(zhuǎn)換成能量。成蟲的管狀蠕蟲就是利用這些能量存活的。這種生物的優(yōu)勢在于它們不需要主動進(jìn)食，沒有多余的新陳代謝過程，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。

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

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。人類對土衛(wèi)六的了解基本上來自卡西尼號土星探測器以及其攜帶的惠更斯探測器。根據(jù)觀測和收集到的數(shù)據(jù)，科學(xué)家推測，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)該是顛覆我們常識的，它們可能是基于甲烷，無需氧氣的生命！

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，這層薄膜不僅可以保護細(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，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。丙烯腈是一種無色有毒的液態(tài)有機化合物，這種物質(zhì)也存在于土衛(wèi)六的大氣層中。

盡管這還只是一個初步的推測，但是顛覆了我們對生命的一般認(rèn)識，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)，目前人類也沒發(fā)現(xiàn)任何外星生命，但在這個需要開拓思維，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外星生命之謎。

拓展閱讀

開普勒-16b——生長著黑色植物的星球

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

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

如果未來的研究發(fā)現(xiàn)開普勒-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。這是因為開普勒-16b的恒星比太陽暗，為了完成光合作用，那里的植物要盡可能多地利用整個可見光波長范圍內(nèi)的光線，因此它們可能是黑色的。