寻找地外生命之旅——我们是否孤独

41亿年前,浩瀚宇宙的某一个角落里,原始的大海翻涌着波涛,奏起雄壮的起源之歌,在波浪中飘荡的生物大分子跳出生命的舞蹈,迎接着这颗年轻的星球上第一个生命的诞生。
——题记
作为地球上的生命,在我们诞生之初就有一个疑问环绕着我们,挥之不去:“在这个宇宙中,我们是唯一的生命吗?我们将在这个荒凉的世界中永远孤独?还是,这个宇宙中早已洋溢着喧嚣与热闹。”于是,一场浩浩荡荡的发现与觉醒之旅展开了。
第一站:地球
人类文明才刚开始起步,我们没有先进的航天技术,寻找地外生命的旅途注定艰难。受限于远航能力,我们将目光转移到了自身。同样作为生命,我们只有了解了自己从何而来,才能熟悉宇宙中生命起源的法则。

地球是太阳系从内到外的第三颗行星,也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。赤道半径为6378.2公里,其大小在太阳系的行星中排列第五位。地球有大气层和磁场,表面的71%被水覆盖,其余部分是陆地,是一个蓝色星球。地球是包括人类在内上百万种生物的家园,也是目前人类所知宇宙中唯一发现存在生命的天体。
对于地球上生命起源的理论有不少,最早出现的是自生论。
自生论:又称 “无生源论”,认为生物可以随时由非生物产生,或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼,落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。在西方,亚里士多德就是一个自然发生论者。然而,自生论从根本上错了,这是因为再早期的人们对生命浅显的理解导致。1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说。普遍接受的生命起源假说。19世纪时,法国微生物学家巴斯德(LouisPasteur)(1821-1895.9.25)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖。巴斯德认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。
然后,化学起源说诞生了。
化学起源说:化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。化学起源说将生命的起源分为四个阶段。

第一个阶段:从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。
第二个阶段:从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
第三个阶段:从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。
第四个阶段:有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。
由此可见,无论是巧合还是必然,只要能在茫茫星海中找到一颗拥有类似于地球环境的星球,那么发现生命的可能就是极大的。
第二站:太阳系
地球存在于一个拥有多行星系统的太阳系中。看似无关的许多因素却间接地改变着地球上的生命。

如果想要了解这一切有多么神奇,那么我们就要知道地球成为一颗充满生机的地方的条件。目前研究发现,地球享有20多条特别值得庆幸的机缘,由于笔者无力,所以不做深究,仅将其归纳为以下主要2条:
一、优越的位置。我们有个合适的恒星,以及与这个恒星相隔合适的位置。这个恒星大得足以辐射很大的热量,又不太大以至于很快燃烧殆尽。还很幸运的是,我们在现在的轨道上运行。离太阳太近,一切会化为蒸汽,离太阳太远,一切都会结成冰块。天体物理学家迈克尔·哈特做了一些测算后得出结论,只要地球离太阳再远1%或者再近5%,地球就不再适于我们居住。自那以后,这两个数字被更精确的测算了一遍,放宽了一点——再近5%再远15%,但幅度仍然很小。

金星和火星就是两个失败的例子。金星离太阳只比我们近2500万公里。太阳的热量射到那里只比我们早两分钟。金星的大小结构和地球很像,但是,轨道距离上的小小差别,产生了截然不同的结果。看来,只是在太阳系形成之初,金星才比地球稍稍暖和一点,而且很可能有海洋。但是,热这么几摄氏度就意味着金星无法留住表面的水,结果对气候造成了灾难性的后果。随着水分蒸发,氢原子逸入外层空间,氧原子与碳在大气里形成了厚厚的一层温室气体二氧化碳,金星变得令人窒息。当初,天文学家们曾一度希望,在密密的云层下面,甚至可能是在郁郁葱葱的热带植物下面,金星上存在着生命。但我们现在知道(都知道了我就废话不多说),那里的环境过于恶劣,不适于我们所能想象的任何生命。它的表面温度高达470℃,连铅都会熔化。进行表面的大气压是地球表面的90倍,任何人都受不了。目前我们生产不出隔热的服装,也制造不了隔热的宇宙飞船,因此,无法前往金星。我们对金星表面的了解是基于遥远的雷达图像,以及一艘苏联无人探测器发出的一些噪声。那个探测器于1972年满怀希望地降落在云团里,运转不到1小时,就永远的关闭了。所以,你只要向太阳移动2光分,就会发生上诉情况。而要是离太阳再远一点,问题不是太热而是太冷,这一点,冰冷的火星可以作证。火星一度也是个比较合意的地方,但它没有留住有用的大气层,变成了一个天寒地冻的不毛之地。但是仅仅与太阳距离合适还不能解决全部问题,否则月球上也会是一个长满森林的漂亮地方,但它显然不是。
二、合适的行星。如果你请地球物理学家数一数自己的幸遇,连他们许多人都不会把内部是熔化的大岩球包括在内。但是,几乎可以肯定,要是我们脚底下没有翻腾的岩浆,我们就不会在这里。不说别的,我们活跃的内部是大量气体喷涌而出,帮助建立了大气层,还为我们提供了磁场,保护我们不受宇宙辐射。它还给了我们板块构造,不停地更新地面和使地面褶皱。要是地球完全平坦,那么,到处都会覆盖着4公里深的水。除了有个大有好处的内部以外,我们还有合适数量的合适元素。我们完全是以合适的材料组成,这多我们的健康是极其重要的。而且,我们是个双子星行。通常,把月球视为一颗伴星的人不多,但它实际上就是。大多数卫星对于主星来说都是十分微小的。比如火星的两颗卫星,火卫一与火卫二,直径只有大约10公里。然而我们的月亮的直径有地球直径的四分之一以上。这就使得我们的行星成为太阳系里独一无二的行星,拥有一个与自身相比称得上是很大的月球(除了冥王星,但冥王星已经。。。)——这对我们来说至关重要。没有月球的持久影响,地球会像一个快要停转的陀螺那样,天知道会对气候产生什么后果。由于月球持久的引力影响,地球能以合适的速度,合适的角度自转,为生命的长久和成功发展提供一个必须和稳定的环境。当然我们还要感谢地球合适的质量与大小,能够留住合适厚度的大气。以及恰到好处的元素组成,在合适的时间,创造出这个充满生机的世界。

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蘑菇AND袋鼠 基础医学 蘑菇AND袋鼠的新浪微博 发表于 2013-08-29 17:26

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