地球上的「外星生命」

大科技雜誌社

說到南極洲，你是不是會立馬聯想到「千里冰封，萬里雪飄」的酷寒景色?不錯，這個人類涉足最少的大洲的總體外觀確實是這樣，但是有一片區域卻非常與眾不同，它的外表看起來似乎不屬於那終年飄雪、廣闊的凍土南極大陸，甚至不屬於地球……

地球上最像火星的地方

南極的山脈間坐落著一個巨大的古老山谷，是南極大陸唯一沒有冰雪覆蓋的地方，那裡除了一塊塊大岩石，地面上就只剩下數不盡的小礫石和小鵝卵石了，而地下的土壤已經500萬歲了。這裡就是令許多探險家望而卻步的麥克默多干谷。

麥克默多干谷是南極大陸最為奇特的寒冷沙漠生態系統，也可稱得上是世界上條件最艱苦的地方之一。這裡非常寒冷，溫度可低至-68℃。這裡也相當乾燥，每年的降雨量不到100毫米，風速卻達每小時320千米，疾風幾乎吹走了所有的水分，只留下光禿禿的不毛之地。不管你是否相信，這些特點使它看上去完全不像地球環境，反而很像是在外星球，尤其火星。麥克默多干谷被認為是地球上與火星地貌最相近的地區，擁有能將生命推向生存懸崖邊緣的艱苦環境。

1903年，英國著名的探險家羅伯特·史葛發現了這一地區，並將其描述為「死亡之谷」，但這裡並非是生物絕跡之處，因為科學家在麥克默多干谷的谷底發現了一個永凍湖，冰層深達數米，冰層下方的地下水的鹽分極高，卻仍舊生活著一些神秘的微生物，科學家正在識別這些頑強生命體的廬山真面目。

頑強生物有哪些?

其實，地球上能在極端惡劣條件下生存的生物有很多。例如，緩步類的水熊蟲，這種八條腿的「小熊」能在地球各種極端環境中生存:熱氣騰騰的海底、有毒辣太陽的沙漠、熱帶雨林高高的樹冠里。這些不到1毫米的古老動物在地球上已經生活了超過5.3億年，能輕鬆面對各種極端環境，比如極端冷、極端熱、高壓、脫水、毒氣、高放射性等情況。

地球上這種特別的生物，也許可以幫助人類揭開外星生命的奧秘。然而，科學家們並不指望在火星或者木衛二的冰面上找到一種像水熊蟲那樣大體格的有機體，更多的希望寄托在了更小的微生物身上。

那麼，在人類搜索外星生命的過程中，有哪些可能發現的微生物呢?人們總結出了以下這幾種，包括喜歡待在高溫環境中的嗜熱菌、喜歡寒冷的嗜冷菌、愛好高鹽分的嗜鹽菌、生活在pH值較低的酸性環境中的嗜酸菌、生活在pH值較高的鹼性環境中的嗜鹼菌、厭氧菌或能夠承受高輻射的細菌等等。

小小生命，充滿奇蹟

其中，最著名的是最不怕熱的生命體--嗜熱菌，高溫對細菌來說是個很大的考驗，細胞里的蛋白質等大分子很容易因為溫度上升而改變結構，然後損壞掉。但是嗜熱菌已經進化出了「增強型」蛋白質，在熾熱高溫下保護自己。比如延胡索酸火葉菌可以生長在高達113℃的溫度下，另一種甲烷菌能在122℃下繁殖，要知道121℃已經是醫用器皿的滅菌溫度了。

和嗜熱菌完全相反的嗜冷菌，它們能夠輕鬆應對寒冷環境，這是因為它們的細胞內含有防凍劑，能防止內部水凍結，就這樣輕易地避開「冰凍死神」。

嗜酸菌生長在非常酸的環境中，比如氧化硫硫桿菌在pH值低於0.5的環境中仍能存活，在高度酸性的外部環境下，它們可以保護自己體內的DNA和蛋白質等重要分子。另一方面，我們熟知的死海並不是真正的「死亡之海」，因為嗜鹽微生物還可以優哉游哉地在高鹽海水中玩耍，它們體內的一些結構能將「內臟」保護起來，避免因海水太咸而死掉。

此外，地球上還生活著一種最抗輻射的生物--耐輻射奇球菌，它們已經被載入《吉尼斯世界記錄大全》，它們可以忍受的輻射量，是殺死人類的輻射量的數千倍以上。

這些擁有驚人適應能力的小小生命，在我們這個星球最惡劣的棲息地里頑強活著，向人們證明了各種生命奇蹟。而它們的棲息地，比如夏威夷和義大利的火山、冰島的熱泉、紐西蘭的間歇泉、挪威的冰凍陸地、印度和南非古老的撞擊坑、被遺棄的核反應堆、噴射著礦物和熱氣的「火爐」深海底……為人類提供一個夢幻般的天然實驗室，可用來研究和與之類似的其他星球，有可能存在哪些生命。

外星的生命信號

那麼，根據地球的情況，如果想在其他行星、衛星尋找適合生命的環境，需要什麼關鍵的線索呢?

根據科學家的說法，外星環境要擁有生命，最簡單的要求包括:液態水、能量和碳，還可再加上一些其他的重要元素，如氫、氮、氧、磷和硫等。

液體水是生命生存必不可少的物質，作為一種溶劑，參與生命的生化反應和物質交換。因此，尋找液態水是探索外星生命的核心。而地球上的能量由太陽提供，即使有些地球生命體不需要太陽，但也要從環境中獲得其他能量。

最後一點，生物是建立在一個單一的重要元素的基礎上，它就是碳。所有地球上的生命都以碳為物理基礎，組成了22種氨基酸、5種鹼基、一些糖、簡單的醇類和脂肪酸，然後構成生命的遺傳物質--DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。如果沒有碳，就不太可能形成生命。

很多人夢想在宇宙某處發現活的生命體，但我們有可能最先發現的是「生命信號」。「生命信號」可以是一種物質、一個元素，或是同位素或分子，比如生命的過程中產生一系列生物特徵:核酸、脂類(脂肪)、蛋白質，或岩石和沉積物中的生命關鍵元素。

以火星為例，美國宇航局的「好奇號」火星探測器在其登陸地點--154千米寬的蓋爾隕石坑附近的遠古河床中採集了岩石樣本，發現岩石中有一些維持生命體的關鍵元素，包括硫、氮、氫、氧、磷和碳，說明火星曾經很可能存活過一些微生物體。接下來，ExoMars火星車將緊隨「好奇號」腳步，鑽入火星地下2米，在這顆紅色星球上尋找「生命信號」。估計到了2022年，我們可能會最終知道火星上是否有生命，以及是什麼樣的生命體了。