為什么科學(xué)家通過尋找水來尋找太空生命？他們?nèi)绾未_定所有生命都使用水？

NGC1952 2019-05-31

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我們看到越來越多開普勒衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)成果，科學(xué)家們估算在我們銀河系里大約有百分之五的行星擁有和我們地球相近的質(zhì)量，而這也促使我們?nèi)パ芯窟@些行星和它們臨近恒星的距離以及它們是否含有液態(tài)水。

為什么我們這么確定所有的生命都需要液態(tài)水呢？難道因為我們所認(rèn)知的生命都需要水，所以我們就斷定其他我們所不了解的生命也一定需要水嗎？其他生命是不是也非得有部蘋果手機不可？這聽起來是不是太以我們地球為中心來思考問題了？那么對于這個問題有沒有一個以物理為基礎(chǔ)的解釋呢？

物理學(xué)家給出的回答是：這其實就是太空生物學(xué)這門學(xué)科所研究的中心問題。

太空中的生命之所以都需要水是有兩大原因的。第一個也是最明顯的原因就是，我們所發(fā)現(xiàn)的所有生命形式無一例外的需要水。雖然不得不承認(rèn)我們所發(fā)現(xiàn)的所有生命只局限于地球的生態(tài)系統(tǒng)中，然而，這個觀點到目前為止仍然正確。

為了尋找反例，生物學(xué)家搜遍了地球去尋找影子生態(tài)圈（影子生態(tài)圈是一個地球上假想的微生物生態(tài)系統(tǒng)，其中的生物的生存依賴于與我們現(xiàn)在認(rèn)知的生物完全不同的生物化學(xué)分子處理機制）和嗜極。

上圖中紅色的條狀物是巨型管蟲，它是一種生活在海底這些涌出硫化氫的熱液噴口旁的生物。這里的環(huán)境對于生物來說是非常極端的，那里沒有光照，高溫，劇毒，超高壓，甚至有不小的輻射。然而，這些巨型管蟲卻不以為然。

生物（或者稱作嗜極端菌，是可以﹝或者需要﹞在“極端”環(huán)境中生長繁殖的生物，通常為單細(xì)胞生物）。事實上，我們之前所認(rèn)為的極端輻射、高溫、無陽光和氧氣等不適宜生物生存的環(huán)境都被發(fā)現(xiàn)是有生物存在的。

圖解：生活在黃石國家公園里的嗜熱生物

一個很好的例子就是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在缺氧海盆（海底高密度，高含鹽量，無氧的水域）中有生物存在，甚至在海底熱液噴口周圍和其中也發(fā)現(xiàn)了生命。

生命為了生存往往是很“狡猾的”（并且往往很“傷感”）。最近，一種學(xué)名叫Spirochaeta americana的生命被發(fā)現(xiàn)存在于美國的莫諾湖（位于加州，是美國最咸的湖），這種生命可以在需要的情況下攝入砷元素而不是磷元素?？茖W(xué)家甚至發(fā)現(xiàn)了還有能在冰中生存的細(xì)菌（嚴(yán)格來說，這種聰明的細(xì)菌可以融化冰）。

圖解：達拿山（Mount Dana）頂上莫諾湖

為了找尋不需要依賴水的生命形式，已經(jīng)有過幾次前往像死亡谷和阿塔卡馬沙漠這樣的極端環(huán)境的探險了。如果不是因為這兩個地方極度干燥，那里的生存環(huán)境其實也不是那么糟。不幸的是，直到現(xiàn)在，所有的研究都找不到一個反例，生物幾乎可以在任何環(huán)境下生存，唯獨水是必須的。因此，水似乎就是生命的底線了。

天文學(xué)家通過尋找水來尋找地外生物，原因是我們不可能找一個完全不了解的事物去尋找地外生物。如果有人讓你進一個屋子去找一把鑰匙，你完全可以辦到。但如果有人把你送到一家舊貨商店并讓你找“那個”東西，你就不可能知道自己是否能成功找到。