@ 2020.01.18 , 12:00

我们的身边真的会有隐形的外星人吗?

生命很容易识别。它会移动,它会生长,它会进食,它会排泄,它会繁殖。很简单。在生物学上,研究者通常运用首字母缩写“MRSGREN”来描述它。也就是移动(Movement),呼吸(Respiration),感知力(Sensitivity),生长(Growth),繁殖(Reproduction),排泄(Excretion)和吸收营养(Nutrition)。

但是英国的首位宇航员、帝国理工大学的化学家Helen Sharman近期表示,不可能被发现的外星生命形态可能就生活在我们身边。这怎么可能?

虽然识别生命很容易,但众所周知,要给它下定义其实很困难,科学家和哲学家为此也争论了数百年——如果没有上千年的话。比如说,3D打印机可以复制自己,但我们不会说它是有生命的。另一方面,骡子无法繁殖,但我们永远不会说它没有生命。

正如没人能够达成一致意见,关于生命是什么有着超过100种定义。一个替代性的(但是不完善)的方式是描述生命为“一个能够进行达尔文进化的自我维持的化学系统,”对于很多我们想要描述的案例它都能说得通。

当在太空中搜寻生命时,缺乏定义是一个巨大的问题。除了“见到以后我们就知道了”之外我们没能定义生命,就意味着在关于生命是什么样的想法上,我们真的把自己局限在了地球为中心,甚至可能是以人类为中心的范围内。但我们所寻找的智慧生命不一定非得是和人类相似。

生命,但不是我们理解的那种

Sharman说她相信外星人是存在的,而且是肯定的。此外,她想知道:“外星人会和你我一样,由碳和氮组成吗?可能不是。有可能它们现在就在这里,而我们只不过看不到它们。”

如此的生命就存在于一个“影子生物圈(Shadow biosphere)”中。我不是说有这么一个亡灵国度,而是指的那些可能有着不同生物化学的还未被发现的生物。这意味着我们无法研究甚至是注意到它们,因为它们处于我们的理解范围之外。假设它是存在的,那么如此一个影子生物圈可能会是极小的。

那么为什么我们还没发现它?研究微观世界我们的方法捉襟见肘,我们能在实验室中培育的也只有那么一小部分细菌。这可能意味着的确还有很多生命形式没被我们发现。现在我们有了给无法培育的菌株进行DNA排序的能力,但这只能探测到有DNA的生命。

不过,假如我们找到了这样一个生物圈,还不清楚我们是否可以称之为外星人(aliens)。这取决于alien这个词我们指的是“地球之外的起源”还是简单指的“陌生的”。

硅基生命

关于替代性的生物化学,有一个流行的观点,那就是以硅为基础,而不是碳。这说得通,即便从以地球为中心的观点来看也说得通。地球大约有90%都是由硅、铁、镁和氧构成,也就是说搭建可能生命的原材料很充足。

硅和碳相似,它有4个可用电子可以和其他原子连接成键。但是硅更重一些,相较于碳原子核中的6个质子,硅则有14个。不过碳能够制造出稳固的双键和三键来形成对许多功能都有用的长链,比如说构造细胞壁,但硅想要做到却要难的多。它很难制造出强固的化学键,因此长链分子的稳定性更差一些。

此外,常见的硅化合物,比如二氧化硅,通常在地球的常温下为固体,并且无法溶于水。拿它和可溶于水的二氧化碳相比较,可以看出碳更具灵活性,并且可以提供更多的分子可能性。

地球上的生命在根本上不同于地球的总成分。另外一个反对硅基影子生物圈的论点是有太多的硅被锁在了岩石中。事实上,地球上生命的化学构成和太阳的化学构成近似,生物体中98%的原子都由氢、氧和碳组成。因此假如存在有可行的硅生命形态,它们可能已经在其他地方进化了。

也就是说,地球上存在硅基生命是有支持论点的。自然的有适应性的。几年前,加州理工的科学家设法培育出一种可以和硅成键的细菌蛋白——从本质上来说,它给硅带来了生命。所以即使和碳相比起来,硅缺乏灵活性,但它或许能够找到方法构成活的生物体,可能也包含有碳。

而当提及太空中的其他地方,比如土卫六或者绕其他恒星公转的行星,我们当然无法排除存在硅基生命的可能性。

为了找到它,我们必须要跳出我们地球生物学的范围,然后想出识别那些从根本上与碳基生命不同的生命形态的方法。地球是宇宙中唯一已知生命的家。因此不管在太阳系中其他地方或者宇宙中生命以何种形态存在,我们都要确保它们不受污染的侵害——无论它是地球上的生命还是外星生命形态。

那么,外星人会存在于我们身边吗?我不认为我们这里被拥有穿越宇宙浩瀚空间技术的生命形态造访过。不过我们的确有可形成生命的碳基分子搭乘着陨石抵达地球的证据,因此这些证据当然也没法排除掉更多陌生生命形态的相同可能性。

本文译自 LiveScience,由译者 Diehard 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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