科學家在尋找外星生命時,為何一定要先找微生物?
作者:井上菌
發布時間:2019-12-18
瀏覽次數:1383

出品:科普中國

  製作:劉明璐(中科院微生物所)

  監製:中國科學院計算機網絡信息中心

  浩瀚的宇宙中是否存在外星生命?如果有,ta們(men) 長什麽(me) 樣子呢?ta們(men) 又是如何生存的?人們(men) 對於(yu) 外星生命的好奇心從(cong) 未減弱。在各種各樣的外星人電影中,人們(men) 更是充分發揮想象,展現出千奇百怪、精彩紛呈的外星生命場景。同樣的,在科學界,科學家們(men) 尋找外星生命的步伐也從(cong) 未停止。

  

  浩瀚的宇宙 (圖片來源:必應)

  1976年,美國宇航局“海盜一號”飛船登錄火星後采集了土壤樣本,在飛船內(nei) 置的實驗室進行了檢測分析,試圖利用地球微生物喜歡的有機營養(yang) 物“激活”樣品中“可能存在的生命”,但這並沒有獲得外星生命存在的確鑿結果。

  2005年上映的科幻紀錄片《異形星球》中,美國航空航天局(NASA)和英國生物學界的科學家們(men) ,通過計算機模擬出了兩(liang) 個(ge) 可能在銀河係中存在的外星天體(ti) ,並派出探測器進行外星生命的尋找。探測器在登陸外星天體(ti) 後的第一個(ge) 任務也是尋找微生物。

  我們(men) 不禁想問:為(wei) 什麽(me) 科學家們(men) 在尋找外星生命時,最先找的總是微生物呢?

  

  圖片來源:紀錄片《異形星球》截圖

  

  探測器發現的水中微生物 (圖片來源:紀錄片《異形星球》截圖)

  微生物是地球上最古老的生命

  地球的年齡大約是46億(yi) 年。在32億(yi) 年前的地層中,人們(men) 發現了細菌的化石,包括鐵細菌、藍細菌等。據此估計,最早的細菌應該在35億(yi) 年前就已經出現在地球上。根據生命進化的曆程,多細胞複雜的生物都是從(cong) 單細胞的簡單生物進化而來。而微生物作為(wei) 生命體(ti) 進化的起始,存在應該最為(wei) 廣泛。人類基因圖譜的繪製人——美國生物學家克雷格?文特爾在科幻紀錄片《異形星球》中提到,如果沒有微生物,就不會(hui) 有肉眼可見的大型生物。

  

  圖片來源:紀錄片《異形星球》截圖

  自然而然,根據生物進化的曆程,科學家們(men) 在尋找外星生命時,也就從(cong) 存在最廣泛、且存在可能性最大的微生物尋找開始。

  

  生物進化譜係樹 (圖片來源:必應)

  微生物在怎樣的環境中生存?

  微生物作為(wei) 肉眼難以觀察到的一切微小生物的總稱,包含細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、顯微藻類等一大類生物群體(ti) 。據估計,微生物的物種總和要遠遠超過動植物界的總物種數。微生物擁有這麽(me) 龐大的物種數,其生存環境更是千奇百怪。科學家們(men) 在一些極端的自然環境,如沸騰的溫泉、永久凍土、深海熱泉等這些看起來並不適宜生物生存的環境中均發現了微生物的存在。

  

  圖片來源:中科院微生物研究所

  廣袤的宇宙環境中,擁有像地球這樣舒適環境的星球少之又少,我們(men) 可以推斷,在其他環境極其惡劣(如極端高溫、低溫、強輻射等)的星球中隻有像微生物這樣生命力十分頑強的生命體(ti) 才可能存活下來。

  據媒體(ti) 報道,今年4月份以色列的探測器在月球表麵墜毀,其攜帶的微型動物水熊極有可能已在月球上幸存。水熊蟲是一種可以在極端溫度、輻射和真空環境下存活,是地球上已知的生命力最強的生物。這也進一步說明了在地球以外的星球上極有可能生活著微生物。

  隻有1毫米大小的水熊蟲 (圖片來源:國家地理中文網)

  外星生命尋找中如何探測微生物呢?

  美國科學院國家研究委員會(hui) 曾發布報告:呼籲科學家們(men) 多用顯微鏡而不是望遠鏡來尋找外星生命,科學家應該先在地球上對極端微生物做更多的研究,從(cong) 而為(wei) 發現外星生命提供更多的線索。

  隨著對極端微生物的不斷研究,科學家們(men) 發現了越來越多令人激動的微生物,比如在1600多米深的大洋底,存在著完全無需光合作用就能生存的微生物;在地麵下8000米深的南非金礦腹心地帶生活的細菌,可以通過岩石的放射性來獲取能量;美國猶太沙漠地下幾英寸處發現了可以產(chan) 生甲烷的微生物……種種發現都表明,科學家們(men) 尋找外星生命時不應僅(jin) 僅(jin) 局限於(yu) 探測星球中是否存在氧氣,探測外星球中是否有大量甲烷和二氧化碳或許是另一種更好的方式。

  其實中國的極端沙漠、智利阿塔卡馬沙漠、美國猶太沙漠以及南極洲的一些沙漠等極端沙漠環境與(yu) 火星上的環境十分相似。最近發表在《科學報告》期刊上的一篇研究中提到:通過研究智利阿塔卡馬沙漠環境中微生物的傳(chuan) 播方式發現,曾經或現在存在於(yu) 火星上的微生物可能通過風沙運輸,穿越到地球上,並找到合適的棲息地來繁衍生長。

  智利阿塔卡馬沙漠 (圖片來源:必應)

  外星生命的尋找充滿希望

  科學家們(men) 相信,極端微生物是地球留給人類獨特的生物資源和極其珍貴的科研素材。在極端微生物中發現的機理,將會(hui) 成為(wei) 人類在太空中尋找外星生命的理論依據。

  雖然目前科學家們(men) 對於(yu) 外星生命的尋找還處於(yu) 最開始的探索階段,但隨著科技的進步,以及極端微生物相關(guan) 研究的發展,我們(men) 相信,科學家們(men) 會(hui) 在宇宙尋找外星生命的研究上取得突破!

  這不僅(jin) 僅(jin) 是人類對於(yu) 未知世界的探索,更是為(wei) 了幫助人類更加深刻地理解自身,及人類自身所處的環境。

  參考文獻:

  1.劉聲遠. 尋找外星生命新指南[J]. 大自然探索, 2009(11):12-19.

  2.鄭永春. 為(wei) 什麽(me) 要尋找外星生命[J]. 中國科技教育, 2017(7):72-73.

  3.文科普. 讓細菌幫我們(men) 尋找外星生命[J]. 科學大觀園, 2017(2):58-58.

  4.黃永明. 用顯微鏡尋找外星生命[J]. 科技導報, 25(0716).

  5. AZUA-BUSTOS A, GONZALEZ-SILVA C, FERNANDEZ-MARTINEZ M A, et al. Aeolian transport of viable microbial life across the Atacama Desert, Chile: Implications for Mars [J]. Sci Rep-Uk, 2019, 9.

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者