地球生命五大秘密

  一.在我们赖以生存的地球上,科学家们在最寒冷、最酷热、最不适合生命存在的地方都找到了生命痕迹。下一步科学家们将探寻生命的目标瞄向火星、土卫六及其它地外天体。
   近年来数枚像卡西尼号这样的星际探测器向我们不断展现着地外风景,在太阳内寻找生命的活动也达到了一个新的水平。但如果我们不了解地球生命繁衍生息的秘密,那么我们就无法有清晰的思路在太阳系甚至更远的地方去探寻生命的踪迹
一,地球生命是如何产生的?
   2005年7月3日“深度撞击”飞船抛下一个重达400公斤探测器去撞击“坦普尔-1号”彗星,旨在研究该彗星的彗核物质构成情况,科学家们希望通过这场人造太空灾难来获取有关地球生命形成的原始资料。我们知道地球上一切生命的构成都有着相同的规则:蛋白质由氨基酸构成,基因则由核苷酸分子构成。
问题的关键在于这些物质是如何出现在地球上的。根据计算地球生命诞生于45.5-34.5亿年前。或许就是在这一时期内有一颗像“坦普尔-1号”彗星这样的天体将生命的种子带到了地球上。科学家们在详细分析了“深度撞击”探测器提供的资料后得出结论称探测器与“坦普尔-1号”彗星撞击后激起大量彗星物质并喷洒在周围空间,其中有大量的有机物分子。根据这一事件可以推测,彗星中本来就含有大量构成生命所必需的物质。
另外有科学家认为地球生命的构成物质是地球自主生产的。两年前科学家们就人工合成了核糖,这是构成DNA的重要物质之一。在人工合成核糖实验中科学家们还模拟出了地球早期荒漠中的化学条件。
在这一研究领域,最令科学家们头痛的问题是这些生命构成的基本物质是如何发展成最原始的生物个体。一些研究人员认为是海浪将富含有机物的水份带到了周围沼泽地中,那里有充足阳光和定期水份供应,这为最原始的生物化学反应起到了类似于催化剂的作用。另一些研究人员认为生命起源于海底山脉周围的淤泥中,因为这些地区地壳裂缝可以保证生命形成所必需的矿物质和能量供应。
相信在不久的将来,随着科学技术的发展和太空探测技术的不断进步和完善,人们距离地球生命起源之谜的谜底将越来越近。
二,生命存在必需要有水吗?
  我们都知道生命的诞生和繁衍需要某种液体做媒介。在气态环境里分子飘逸的速度非常快,因此它无法参与生命存在所必需的足够复杂的化学反应。在固态媒介中则正好相反,分子运动受到极大限制无法自由活动。而只有液体才是最佳的生命诞生媒介,只有在液态环境下分子才可能完成各种很必要的移动以完成相互结合。
地球是一个相当潮湿的地方。在生命诞生之初地球几乎到处被汪洋、湖泊和河流覆盖着。地球大气中的云层中也富含水蒸汽,水甚至还能渗入地下数公里深处的地壳中。无论是在戈壁荒漠还是在悬崖峭壁,水在整个生命进程中发挥着不可替代的作用。换句话说只有水才能支持生命存在和繁衍。那么是不是只有地球生命的存在需要水的支持呢?
这是天体生物学研究的重要问题之一。从理论上讲以碳原子为基础的其它外星生命形式可能会以其它液态天然气或烃类物质作为生存媒介。而如果这些生命形式并不是由碳原子构成,而是由其它元素(如硅)构成,那么这种液态媒介也可以是其它类型的液体。
   今天科学家们在寻找外星生命的过程中就将主要目标集中在那些可能存在水或者其它液体的星球上。然而也有部分天体生物家认为也许某些外星生命的存在根本就不需要水。火星是目前唯一一颗被证实有水存在过的星球,另外木卫一、二卫二上也完全有可能存在水。在另外一些天体上尽管不存在水,但有可能那里的其它液体同样也能维持生命的存在和发展。如金星上硫酸,木星上液态氨,土卫六上液态甲烷海洋等等。
三、生命存在靠太阳吗?
   普林斯顿大学地质微生物学家图里斯-温斯托特曾去南非矿井中寻找以核能作为生命动力的生命。他和他的同事们收集了大量沉积在古老矿井中的水并将其运送到实验室,化验结果显示地下5000米深的这些古老矿井中生存的微生物与地面水中的微生物几乎没有任何联系。据图里斯-温斯托特表示:“我们研究的这一地区与地面隔绝了已经有数千万年了”
科学家们称根据种种迹象判断,这些微生物生活在无太阳光条件下,它们依赖一氧化碳和水生成的碳化物生存。发生这一化学反应的能量来源便是氢,而这里的氢则由岩石中的放射性物质破坏水分子生成。图里斯-温斯托特表示:“我们可以看得出,这里存在微生物是毫无疑问的,只不过它们得依靠核能生存”。
这一发现说明火星或着是土星和木星的卫星上都有可能存在生命。按照这一推理,我们可以猜测太阳系其它行星及其卫星深处或表面都可能存在着生命,甚至某些星体上的生命至今依然在繁衍。
四,寒冷和酷热是影响生命存在的要素吗?
     如果你在海上漂流或者遭遇暴风雪,你就会深刻体会到我们的地球并不那么好客,然而与太阳系其它星球相比而言,我们的地球却能够让我们生活得那么舒适。地球表面温度相对稳定,同时地球表面各大洲也都有液态水供应,地球上空的臭氧层也在时刻保护着地球免受宇宙射线强烈辐射,同时还让足够的太阳光照射在地球表面以满足生物光合作用之需。我们感恩这一切让地球陆地拥有森林和草原,让海洋长满数十亿吨的藻类。<
    然而地球之外哪里还会有地球这样的生命温床呢?就拿地球近邻火星来说吧,尽管科学家们还没有搞清楚其表面液态水到底是如何形成的,但火星没有能够防宇宙射线的臭氧层,暴风轻而易举地将其表面砂石和尘埃吹到数千公里远的地方,那里的温度最低可达零下数百度,而温室效应尤其明显的金星表面温度却能够高达数百摄氏度。
科学家们根据最近几年研究发现,就是在地球这张生命温床上,生命也可以在一些极端条件下生存,尤其是那些所谓的好热性微生物。这类微生物在热喷泉和海底裂谷中可轻易地找到,尽管这些裂谷时不时喷发出炽热熔岩,但这里的微生物自身特殊的化学构成已经足以让它们经受住如此高温的考验。如这些微生物体内一种特殊的酶就能够保护蛋白质分子免受热作用的破坏。<
同样生命也能够在极端酷冷条件下生存。美国宾夕法尼亚州立大学微生物学家吉恩-布伦奇利在厚达3000米的格陵兰冰川下取得一块12万年前形成的冰块。通过现代科学研究手段科学家们发现这里也存在微生物。据吉恩-布伦奇利称:“我们发现这块冰上长满了微生物,而且还不至一种”。;
五,生命存在必需要
    据卡内基-梅隆大学的科学家们称在我们决定去哪里寻找生命之前,先应该考虑我们到底要寻找什么。如果说地球之外真的存在着某种生命,那么它们很有可能都是些微生物。因此我们应该使用分子水平上的微生物探寻方法。据该校从事此方面研究的大卫-维特格林称:“我们曾深度研制一套仪器,让它在同一地点同时识别出碳氢化合物、蛋白质、DNA和其它生物标识。如果我们同时发现了这些物质,那么我们就可以肯定这个地方存在着生命”
如果说生命只能在DNA的基础上形成,那么生命就只能在那些拥有磷、氮和各类糖份的星球上存在。按照这样推理,火星、木星等这类行星上存在生命的可能性就会很小。如果科学家们能够培养出DNA的替代品,那么从原则上来讲其它星球上存在生命的可能性就会大大提高。<
     当然在目前这个阶段,有关外星生命的存在形式讨论最多的并不是生物学家,而是好莱坞电影剧本作者。幸运的是人类现已经开始勇敢地实施各类太空探险计划,同时人类至少认识到我们的探测器应该飞向哪里、我们在地外之外会遇到什么东西。在地球上环境最恶劣的地区都会有生命存在,至少让人类看到了在外星找到生命痕迹的希望。下一步科学家们要做的事就是不断努力去飞越各颗星球、去寻找想寻找的东西。