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第4章 宇宙孕育著無限的生命(3)

(1)大腸桿菌與星際消光

早在19世紀末,人們就曾注意到,來自宇宙的星光,在到達地球的途中,因被星際物質所吸收,從而造成了星光的減弱。然而,究竟是什么物質造成這種星際消光現象,卻長期沒能獲得滿意的答復。近代利用人造衛星進行研究,把來自宇宙的星光展成光譜,發現在紅外區域的3.1微米、9.7微米、6微米~6.7微米和紫外區域的0.22微米波長處均有強烈的吸收帶。這使我們有可能在實驗室里進行實物模擬,來確認究竟是什么物質造成消光現象。人們一度曾經認為,造成星際消光的物質是石墨構成的宇宙塵,也有人認為是硅酸鹽塵,還有的認為是帶有苯核的有機物,但實際模擬的結果卻將其一一否定。不久前,英國加迪夫大學教授霍伊爾對此重新進行了研究,他大膽地假定,宇宙中充滿了微生物,正是這種微生物造成了星際消光。根據這一設想,他用大腸桿菌進行模擬試驗,結果果真在紫外0.22微米的波長范圍里,找到了與星光相吻合的吸收帶。

在霍伊爾實驗的啟迪下,日本京都大學的藪下信助教授等人對大腸桿菌進行了更詳細的研究,結果在紅外區域的3.1微米、9.7微米和6微米~8微米之間均找到了相似的吸收帶。但在紫外區域減光曲線則與霍伊爾的結果稍有出入,減光曲線的峰值不是在0.22微米,而是在0.19微米。盡管有這0.03微米之差,也仍不能令人完全信服。藪下等人認為一個原因可能是大腸桿菌在宇宙中也許會有一些不同于地球上的特征,從而造成了這種差別;另一可能是空氣中的氧氣也會吸收紫外線,也許是氧氣造成的干擾。因此他們正準備在“空間實驗室”中去進行這一實驗。

(2)頑強的枯草桿菌

另一個使相信生命天外起源說的學者得到鼓舞的實驗,是對生命在宇宙空間存活能力的研究。

早年,人們對阿列紐斯理論的主要批判,是認為生命無法經受宇宙空間紫外射線的考驗。因此要使阿列紐斯理論復活,就得對這一批判作出有力的否定。

1985年英國《自然》雜志發表了彼得·威伯等的實驗結果。他們把枯草桿菌置于模擬的宇宙環境中,即氣壓低到七億分之一個大氣壓以下的高真空條件,溫度為10K時,進行紫外照射。結果發現枯草桿菌具有非常強的耐受能力(比在高溫條件更能經受得住紫外線的照射),其中有10%可存活幾百年的時間。如果枯草桿菌不是置于高真空條件下,而是置于含有水、二氧化碳等的分子云內,則其存活時間竟可達幾百萬到幾千萬年,因此他指出:這種“云”足以在顯著短于枯草桿菌平均存活時間的時間范圍內,從這個星球移向另一星球,從而把生命的種子撒向四方。

基于以上各種原因,生命天外起源說正在重新得到人們的重視。不過和早年不同的是,人們深信即使生命來自天外,也與上帝創生毫不相干,而是一種自然現象。只不過從無機物進化為有機物的條件不應在地球上尋找,而應著眼于宇宙中的環境和條件。

3.生物體究竟如何來到地球

生命天外來源說得到越來越多的支持,但有一個問題需要得到解決:生物體究竟是怎樣到地球地面上來的呢?

一百多年前,科學家從1838年、1857年落在南非的隕石中相繼發現了有機物,不過這些有機物究竟是隕石從宇宙空間帶來的,還是在地球上沾染的,當時還無法肯定。研究這兩個隕石的科學家中有人還聲稱發現了某種生物的遺骸,但也不確實。

1969年9月28日早晨,落在澳大利亞南部默奇森地區的一個隕石,為這個問題提供了不容懷疑的證據。根據科學家們分析的結果,他們在這個隕石中找到了許多有機物質。由于默奇森隕石在落地后立即經過處理,沒有被地球物質污染的機會,科學家從中發現了氨基酸、琥珀酸、草酸等一系列結構復雜的有機物質。現在,科學家們確認,這些有機物完全是隕石從宇宙空間帶來的,沒有受過地球物質的污染。

氨基酸是構成人體蛋白質的基本生命物質,在隕石中發現氨基酸這件事,對研究地球上生命的起源,具有重要的意義。

另外,小行星和彗星也被認為是生命的可能載體。庫納爾大學和耶魯大學的研究人員提出了一個意見,該意見認為生物體,尤其是來自彗星的生物體會經過稀糊階段而后進入地球的大氣層。實際是,當撞擊物不管以什么速度撞擊固體巖石時,特別是其表面的生物體移動穿過大氣層或在被破壞的地方散布,它們會升華。但假如這顆彗星撞擊的是海洋,而地球又有一個比現在密度高10~20倍的大氣層(30~40億年前可能存在的情形),這將對闖進來的天體產生空中制動的影響。如果該彗星的速度減慢到約每秒10公里,有機物質的實體部分將會在強烈的撞擊熱之前從撞擊點刮走而得以生存。研究成果表明,很可能生命基礎的元素(包括水,某些氣體和包括碳、氫等有機分子)會由彗星和(或)小行星帶到早期的地球上,從而幫助了生命的演進。

1992年,卡爾·薩甘和克里斯托弗·奇巴提出,生命中的有機化學復合物來自撞擊體的假說中存在兩個問題,第一,弄清其構成的原物質的來源,第二弄清所需能源的來源。他們主張,有一種穩定的有機物小粒子蒙蒙細雨從彗星似的碎巖(攜帶外空合成的氨基酸的粒子)上漂落到地球,那很可能是生命的化學先驅者。只要有能源來源,如閃電放電、紫外線輻射和來自隕星、小行星及彗星碰撞的撞擊能,大氣層也是這些化學復合物的潛在來源。薩甘和奇馬認為這樣的能源每年可以合成成千上萬的復雜的有機化合物。

除了可能幫助地球上的生命進展外,早期太陽系中的小行星和彗星也許還有取消生命的另一不同作用。許多科學家相信,地球歷史早年的大、小行星和彗星對生命演化有過重大影響。例如加利福尼亞埃姆斯研究中心的兩位NASA科學家維納·歐伯比克和蓋伊·福吉爾曼確認,地球上生命的化學演化時間最大有效期是1.65億年,他們預期生命實際上已在地球形成后花了100萬年那樣少的時間形成(比以往生命研究中通常引證的10億年短得多),但也幾乎像大規模撞擊后的結局那樣快地衰弱。科學家通過使用來自月球的尺寸、年代和分布數據,外推到地球的數據,計算了中等尺度小行星撞擊之間的最大時間。這樣的天體或許會以每小時近64360公里的速度沖向地球,其威力之大能夠燒掉整個大陸的頂層并將約305米深的海水煮干。在這些地區的生命被毀滅,也許只有在海洋最深處的生命活下來,重新按次序開始演進。

目前的許多研究主張,生命的開始不止一次,生命的先驅者也許已從外空被帶到地球,或者,至少生命的發展比大多數科學家想象的要快,這全是由于地球被天體撞擊的緣故。

包括埃姆斯研究中心凱文·扎恩勒等其他的科學家相信,生命已被“超級撞擊”,即地球與太陽系誕生時留下的微行星之間的碰撞完全殺滅過幾次,這些大規模撞擊能汽化地球的早先海洋,熔化它的地殼上層,并除去地球最初10億年期間開始的生命。還有其他的科學家相信,每十萬年就有生態災難,特別是在太陽系重轟炸階段開始時。

事實上,加利福尼亞技術研究所科學家凱文·麥赫爾和大衛·史蒂文森曾經把它稱為“生命起源的撞擊挫折”,一次接一次地撞擊消滅了地面上脆弱的原始生命開始。

可以設想這樣一種情景:在幾十億年前的遠古時代,天空中烏云滾滾,雷聲陣陣,一條條火龍(閃電)在黑色的夜空中竄跳騰越,最初級的生命就在這驚天動地的轟鳴聲中誕生了,他們隨著雨水潛入大地,流入海洋,從此,地球有了生命,世界有了千姿百態的未來。

生命也可能是這樣來到地球上的:一顆隕星、小行星或者彗星像古代傳說中的天龍一樣,拖著長長的亮尾,飛到了地球上來,它們帶來了生命的種子,在地球適宜的環境中,生命由低級逐步進化到高級,最后,出現了智慧的生命——人類。

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