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火星和泰坦上的生命,可能会是什么模样?

时间:2015-09-01 18:58来源:果壳网 作者:艾麦乐 阅读:

年轻的火星曾经拥有足够的水,可以把全部地表淹没到140米深的水下。不过由于地势高低不同,这些水很可能汇聚成一片汪洋,占据火星几乎一半的北半球。然而,今天的火星已经是一片干旱,比地球上最干旱的沙漠还要更加干旱。要在一颗类似今天火星的行星上生存,生命需要具备什么样的能力呢?图片来源:M. Kornmesser / ESO / N. Risinger, skysurvey.org

美国华盛顿州立大学教授德克·舒尔策-马库赫(Dirk Schulze-Makuch)和他的德国同事一起,根据已知地球上最极端的生命形态,还有火星和土卫六泰坦(Titan)上的环境,描绘了那里如果存在外星生命的话,可能会是什么样子。

地球上的生命,凭借独特的生化工具,如果再适应环境获得几项新能力的话,是可以在火星这样的类地行星上设法生存下来的。

舒尔策-马库赫教授说,“首先,有机体必须要找到一种方法能够从环境中获取水分,而那种环境要比地球上智利的阿塔卡马沙漠还要干旱和寒冷得多。一种可能的适应能力是,使用水和过氧化氢的混合液作为细胞内的液态,而非只是用水。”

“举例来说,在我们这颗行星上,有一些被称为放屁虫(bombardier)的甲虫,就会分泌过氧化氢和其他化合物的爆炸性混合物,用于抵挡掠食者。在其他行星上,如果引力环境类似于今天的火星,与放屁虫类似的外星生命就能够喷射类似的反应物,将自己反推到高达300米的空中。”

过氧化氢是一种天然抗冻剂,能够帮助微生物在火星严寒的冬季存活下来。它还具有吸湿性,意味着它天然就有能力从大气中吸收水分子。

白天,类似植物的微生物在类似火星的地表上,可以通过光合作用合成过氧化氢。

到了夜晚,当大气里相对潮湿时,它们就能利用储存的过氧化氢从空气中汲取水分,就像阿塔卡马沙漠里的微生物群落利用盐水来汲取空气中的水分以此为生一样。

舒尔策-马库赫教授说,“更大更复杂的外星生命,或许类似于地球上的放屁虫,把这些微生物当成是食物和水的来源。它还能利用类似‘火箭推进’的技术,在一个个孤立的能够维持生存的微生物群落之间迁移。”

土卫六泰坦,太阳系里除地球以外唯一表面有液态湖泊存在的星球,不过那里的湖泊里不是水,而是液态的甲烷或者乙烷。水在泰坦上会被冻得像石块一样坚硬,无法保持液态。图片来源:NASA/JPL/University of Arizona

如果生命存在于土卫六泰坦或者宇宙中其他某颗类似于泰坦的行星上,它的细胞液就必须要用水以外的其他东西了。

舒尔策-马库赫教授说,“一种可能性是甲烷或者乙烷这样的液态碳氢化合物。无水基生命形式或许能够在占据泰坦很大一部分地表的液态甲烷和乙烷湖泊中生存,就像地球上的有机体生存在水中一样。”

这样的外星生命可能用氢来取代氧,让它跟大气中的高能乙炔反应,产生甲烷而非二氧化碳。

在极为严寒的环境中,这些有机体的细胞可能会非常巨大,代谢速度也极其缓慢。

缓慢的新陈代谢可能意味着,这些生命演化和衰老的速度要比地球上的生命缓慢许多,可能会极大地延长有机个体的寿命。

舒尔策-马库赫教授说,“在地球上,对于不同有机体采取的不同生物策略,我们也还只是触及到了皮毛。不过我们知道的东西已经很惊人了。宇宙中其他地方存在生命的可能性甚至会更加惊人。”

描述这些最新成果的论文,发表在最近出版的学术期刊《生命》(Life)上。(编辑:Steed)

参考文献

  1. Dirk Schulze-Makuchet al. 2015. The Physical, Chemical and Physiological Limits of Life.Life5 (3), pp. 1472-1486; doi: 10.3390/life5031472
(责任编辑:泉水)
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