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地球外十种在科学上可能存活的生命形式

 天童老僧 2020-09-27

随着科学每年扩展我们对宇宙的了解,我们一半期望得到发现外星生命的消息。但是,如果我们一直在寻找所有错误的地方怎么办?科学预言了许多违反直觉的生活形式。尽管在地球上是不可能的,但它们很可能存在于宇宙的其他地方。


10.硅基生命

地球外十种在科学上可能存活的生命形式

硅是一种分子,其结构和化学性质与碳的性质非常相似,而碳是地球上大多数生命所基于的元素。我们知道,生命的重要组成部分是碳形成足够大的原子和分子以包含诸如DNA之类的生物程序的复杂链的能力。

硅,也常用于计算机芯片中,是人类设计自己的智能系统以来最接近的硅。在适当的情况下,它有可能有机地形成自己的DNA版本。

另外,在地球上有一些生物在生物结构中使用硅的示例,特别是以藻类的形式(称为硅藻)。他们负责每年在地球海洋中使用超过60亿公吨的硅,并生产约20%的地球氧气。

结果,硅可能存在于其他行星的早期生命阶段,将其大气层转化为氧气,并为以后的更高级生命做好准备。

9.基于砷的生活

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尽管地球上最具标志性的毒物之一具有形成生命的基础,这似乎违反直觉,但科学表明,将砷完全掺入复杂的生物分子中是完全可能的。

关于砷存在于生命形式的观点源于其与磷的化学相似性,磷是地球生命中DNA的重要组成部分。一些研究表明,砷可能曾经是地球早期生命中DNA的一部分,现在已取代了磷中的DNA。

在微生物活动能够从海洋岩石中浸出磷的生命的早期阶段,生活在海洋深处的热液喷口附近的生物体内砷的利用率要高得多。

尽管有证据表明,磷在晚期生活中比砷更有效,但有毒元素对于早期,简单的生活形式可能足够好。这种物质制成的生物可能潜伏在外星海洋的深处。

8.基于氨的生活

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水是整个地球生命的重要组成部分。我们的身体使用液体作为溶剂,这几乎是所有产生能量和维持功能的化学反应所必需的。在人类中一直可见到最小的微生物。

但是,如果有水的替代品呢?最近的科学表明确实存在。

为了使生命存在于除水以外的其他物质中,有必要使其处于较大的温度范围(呈液态),或者存在于行星上,并且在整个过程中温度变化很小(如果有的话)。水以液态形式存在,介于0摄氏度(32°F)和100摄氏度(212°F)之间,范围为100摄氏度(180°F)。

氨是-77.7摄氏度(-107.86°F)和-33.3摄氏度(-27.94°F)之间的液体,相对较大的范围是44.4摄氏度(79.92°F)。尽管人们可能认为这样的温度太冷而无法维持生命,但生命所需的反应和过程可能仍然存在,尽管速度较慢。

因此,使用氨而不是水作为化学溶剂的生物可能会比水基生命更长寿,但代谢和进化速度较慢。

7.基于甲烷的生活

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在某些环境中,甲烷比水更普遍。土星的卫星泰坦就是一个突出的例子。

根据计算机模型,依赖甲烷的生命将能够存在于极冷的地区以及完全没有氧气的地区。该模型显示,可以构建一个细胞壁,该壁可以在-180摄氏度(-292°F)的液态甲烷中工作。

除了可以在土卫六海洋中存在的氮,碳和氢分子产生细胞膜这一事实之外,这种功能还意味着简单的生物可能存在于甲烷海洋的冰冻深度中。

与以氨为基础的生物一样,甲烷海洋中的生命本来要比地球上的生命慢得多。由于维持液体海洋所需的严寒温度,将发生缓慢的进化和新陈代谢。

6.碳基生命

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以碳为基础的生命形式是我们自己以碳为基础的唯一了解的类型。因此,我们确定在其恒星的潜在宜居区域内存在数百个行星。这些行星将能够通过氧气,液态水,甚至是开始生命所需的化学物质和反应来支持我们所知道的生命。

此外,基于碳的生命是我们确定存在的唯一类型,正如我们自己的星球所证明的那样。

这并不是说其他​星球上的碳基生命看起来就像地球一样。通过进化,通过适应环境,地球外的碳基生命有可能呈现出截然不同的形式。

只要看看地球上存在的大量生命形式。它们生活在从严寒海洋到活火山和断层口的各处。在这种极端环境下地球上存在生物,这证明这种生命完全有可能存在于各种各样的其他星球上,其中包括一些我们认为人类不宜居住的星球。


5.混合生活

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如果假设生物可以使用与地球完全不同的生命基础进化,那么为什么他们不能结合多种方法呢?例如,生命可能主要基于硅,包含碳或砷元素,并使用氨作为溶剂。

如前所述,地球上的某些生命形式将硅结构纳入其细胞。那么,为什么不更进一步呢?如果有机体在行星上进化而来,其中有相对丰富的多种元素可以在生命过程中使用,那么为什么不将这两种元素整合为一个整体呢?

硅和碳以及硅和氧,碳和氧以及硅和氟化物可以相互键合。因此,这些分子有可能发生反应并形成复杂的链,从而以类似于DNA的方式存储和传输信息。

如果行星具有一个生物圈,其中有一个生物子集使用诸如碳的元素作为基础,而另一个子集使用了不同的元素(如硅),那么这也可能起作用。整个生物圈不是包含两个不同元素的生物,而是可以包含两个不同的生命元素基础。

4.基于等离子体的生命

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这确实属于科幻小说的领域。

通过对太空中可能存在的条件进行建模,2007年的一项研究发现,等离子体和尘埃可以以一种可以视为生命的方式起作用。它们甚至可以通过等离子体和灰尘的极化形成微观的固体颗粒双螺旋线。听起来有点熟?

更令人着迷的是,研究发现这些链可能会发生变化,例如与有机分子(特别是DNA)相关的变化。它们可以分裂,复制甚至进化,因为不稳定的链断裂而更稳定的链可以承受。

这些生命形式可能以由非有机物质形成的冷却实体存在于大量尘埃云内部恒星之间的空隙中,或恒星周围的等离子体或尘埃环中。通过不断发展,这样的云有一天有可能完全实现感知。

3.天命

地球外十种在科学上可能存活的生命形式

尽管科学目前尚无证据表明恒星或星系本身可以形成生命,但确实表明,借助附近的恒星和恒星结构,有机化合物的生命可以在本行星之外形成。

利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列,在麦哲伦星系中发现了有机化合物,麦哲伦星系是我们银河系的卫星星系。在麦哲伦星云中的两个星云中检测到了复杂的有机分子,例如甲醇,二甲醚和甲酸甲酯,这些都是有机生命必不可少的。

这表明在适当的时间和适当的情况下,这些化合物最终可能形成自我复制的分子,这些分子将成为此类星云的生命基础。后来,他们可以创建更复杂的生物结构。由于它们会在没有重力等基本功能的情况下进化,例如在地球上,因此我们不知道这些生物会是什么样。

2.紫精

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一种流行的理论是,生命通过对先前居住的行星的巨大撞击而引起的行星喷出而在宇宙中传播。这个理论指出,生命可以通过尘土,碎片,小行星和携带来自其他行星的微生物的彗星来分布。

为了使泛精症成为可能,生物体必须能够在激烈的作用力以及极高的温度和低温下生存更长的时间。这是由于与小行星撞击有关的固有力,与行星大气摩擦产生的热量以及生物体在太空中传播的时间延长(可能是数千年或数百万年)。[9]

这样的生物已经存在于地球上。这些极端微生物可以抵抗极端的寒冷和高温以及紫外线和强力。尽管它们是最基本的已知生命形式之一,但它们具有无与伦比的生存能力,可以生存下来,这些条件会杀死大多数其他生物。

因此,完全有可能通过小行星撞击和这些外来小行星携带的极端微生物在整个宇宙中传播了生命。

即使生命是基于另一个星球的极端微生物,这些生物的简单性质也使得它们不可能进化成看起来像原始星球上更复杂的生物的任何事物。这是由于在两个星球上生存所必需的不同特征。

1.未知

地球外十种在科学上可能存活的生命形式

不幸的是,我们很可能是宇宙中唯一拥有生命的星球。由于空间的巨大和光速对星际旅行的限制,我们可能无法发现其他生命,甚至根本无法确定它是否存在。在可观察的宇宙中,我们没有发现任何具体证据表明生命存在于或曾经存在于其他行星上。

话虽如此,宇宙只有大约138亿年的历史。尽管这似乎很长一段时间,但我们无法知道宇宙将要变老多久。也许我们是第一个进化生命的星球,未来还有许多其他的星球。

我们估计,宇宙的热死(不再有任何自由热能的状态)将发生在1至100万亿年之间。在最坏的情况下,我们仅占整个宇宙预期寿命的1.38%。充其量,到那儿大约只有百分之0.01。这是人生发生的大量时间。

尽管如此,我们还是不禁要问,我们的信号是否会被某个人或外面的某物接收到,或者它们是否会永远穿越寒冷,黑暗的空间永远发射出去。

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