影子生物圈

影子生物圈

影子生物圈 - 背景

大约一个世纪以来，人们通过各种方式向地外发送过电磁信号，一些信号已经传播到100光年远的地方，但目前人们还没有得到外星人发来的消息。

 

1960年，SETI研究所的射电天文学家弗兰克·德雷克博士以一个直径二十七公尺的碟型天线，对波江座的天苑四(Epsilon Eridani)和鲸鱼座的天仑五(Tau Ceti)这两颗类似太阳的邻近恒星进行监察。这个名为“奥兹玛计划”(Project Ozma)的监察行动，是人类探索外太空生命的首次尝试。此后，人类开始了外星生命探索之路。

1972年，天文学家又实行“奥兹玛Ⅱ计划”对外星进行搜索，结果于1977年收到一个“WOW”信号。不过这个信号后来再未出现过。1974年11月，美国利用位于波多黎各的阿雷西博望远镜向外星人发了一份用二进制数码编制的电报，传达地球人类的信息，但至今仍无“知音”。

1992年，美国又实施寻找外层空间智慧生物的“凤凰”计划，利用当时最大的天文望远镜和射电望远镜搜索宇宙中各类天体传来的不同波长的无线电信号。2004年，俄罗斯在发射的Glonass-M12L卫星上安装了6个带有发给宇宙外文明的文字和图案信息的铝制“信息盘”。

2007年，以微软公司联合创始人保罗·艾伦名字命名的艾伦望远镜阵列(ATA)启动。这个拥有42个碟形天线的阵列负责观测太空中的大量恒星系统，捕捉外星人信号。有了它的帮助，科学家20年内对恒星系统的人造放射物的检测数量将提高1000倍，搜寻地外文明(SETI)计划也将因此挂上前进挡。

影子生物圈 - 名词来源

2010年，英国皇家学会于1月25日和26日两天在伦敦召开了主题为“探测地外生命及其对科学和社会的影响”的研讨会。“搜索来自外星人的信号”、“搜寻地球另一个生命起源”和“探讨寻找外星生命的社会意义”，是本次会议的主要议题。 亚利桑那大学的教授保罗·戴维斯在会上提出：“在地球上搜索影子生物圈(shadow biosphere)，“影子生物圈”是美国科罗拉多大学的卡罗尔·克莱兰(Carol Cleland )和谢利·科普利(Shelley Copley)发明的新词。

影子生物圈 - 寻找生命

科学家们正在展开一项同样影响深远的研究：寻找“影子生物圈”。该研究旨在寻找与已知生命毫不相关的生命形式，这些新形式的生命是一种独立生命源的后代。

科学家们认为，其它类型的生命体至今仍然存在，它们构成了一个影子生物圈。地球上，微生物的数量超乎想象，仅通过显微镜观察，很难区分它们。微生物学家必须分析某个微生物的基因序列，才能确定它在进化树上的位置。到目前为止，有明确分类的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科学家仍未在地球上发现与已知生物不同的生命体，然而这并不代表地球上没有外星生命：虽然现代科学技术已经很先进，但还有很多生物我们无法观察到。  
  
“奇异”微生物，可能存在于一般生物难以存活的独立生态环境。这种微生物隶属完全不同的生命族谱，称为“影子生物圈”（shadow biosphere）。可能的藏匿地点包括沙漠、滚烫火山口、南极洲乾燥山谷或饱和盐湖中。^[3]

当一些研究者正试图在实验室中创造全新的生命时，另一些研究者则在火星上甚至是太阳系的其它地方搜寻外星生命。毕竟，许多太空生物学家相信只要沸腾的时间足够长，在适当的条件下，任何充分复杂的分子溶液都很有可能孕育出生命。如果真的如此，那么生命在地球上已经出现不止一次而是多次这种说法也是合情合理的。新形式的生命在今天是不可能出现的，因为现有的生命会在这些即将获得生命的分子聚集数量超过临界值前将它们吞噬一光。然而，生命起源的机会可能在早期地球上存在了相当长的一段时期。其中一些原始生命体可能已经消亡，它们被其它形式的生命体给淘汰，但另一些可能仍然与我们生活在一起只是我们尚未发觉。 

鉴于人们仅人工培养或发现了不到百分之一的微生物，在我们的眼皮底下影子生命仍然有很大的生存空间。 

然而，在地球上寻找影子生命的任务比在外星球上寻找生命更困难。“这个星球上充斥着我们已知的生命”科罗拉多大学的生物化学家Shelley Copley说道。这意味着研究者们不能仅寻找新陈代谢的证据或大量生物聚合物的存在，因为常规形式的生命会淹没影子生命发出的任何信号。因此，影子搜寻者们必须用更有创造性的方法。 

一个可行的方法是到传统生命无法生存的极端环境去探索，例如超干燥的沙漠地区、冰原地区、高空大气层或最热的火山口。 

另一个方法是设计出探测其它生物化学结构的手段。迄今为止只有阿拉巴马州亨茨维尔市的美国航天局国家空间科学和技术中心的微生物学家Richard Hoover进行了这类实验，寻找“镜像生命”。普通的生命体几乎无一例外都采用右旋糖和左旋氨基酸，并避免形成它们的镜像等价物。但是如果影子生命是以相反的偏好发展呢？Hoover和他的学生Elena Pikuta创建了只有左旋糖和右旋氨基酸的营养液，并向其中加入了不寻常的极端微生物，等着看是否有任何生长的物质出现。仔细的检测发现这些影子微生物不过是具有特殊新陈代谢的普通细菌。 

“沙漠岩漆”是一个更有可能是影子生命的反常物质，它是岩石表面形成的薄薄的富含锰的岩层，在炎热、干燥的地方尤其常见。科罗拉多大学的微生物学家Norman Pace是Cleland聘请对沙漠岩漆进行检测的研究者之一，他认为检测结果不见得能如人们所愿。他说，“之所以寄希望于影子生命的唯一原因是我们完全不知道沙漠岩漆是如何产生的”。不过，他仍然愿意去检测确认一下。

影子生物圈 - 意义

地球上，微生物的数量超乎想象，仅通过显微镜观察，很难区分它们。微生物学家必须分析某个微生物的基因序列，才能确定它在进化树上的位置。到目前为止，有明确分类的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科学家仍未在地球上发现与已知生物不同的生命体，然而这并不代表地球上没有外星生命：虽然现代科学技术已经很先进，但还有很多生物我们无法观察到。如果能够证明，在地球上有第二次生命起源，并且有他们自己的生化规则，这将使我们更有信心，生命的出现不是偶然，只要条件许可就会出现。如果生命能在类似地球的环境下产生，我们就可以假设，生命可能在地球上反复出现过很多次。