影子生物圈 - 簡(jiǎn)介

影子生物圈是存在于地球或地球之外卻沒(méi)有被人類發(fā)現(xiàn)的生物體。該生物可以是微生物也可以是智慧體。

影子生物圈 - 背景

大約一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人們通過(guò)各種方式向地外發(fā)送過(guò)電磁信號(hào)，一些信號(hào)已經(jīng)傳播到100光年遠(yuǎn)的地方，但目前人們還沒(méi)有得到外星人發(fā)來(lái)的消息。

1960年，SETI研究所的射電天文學(xué)家弗蘭克·德雷克博士以一個(gè)直徑二十七公尺的碟型天線，對(duì)波江座的天苑四(Epsilon Eridani)和鯨魚(yú)座的天侖五(Tau Ceti)這兩顆類似太陽(yáng)的鄰近恒星進(jìn)行監(jiān)察。這個(gè)名為“奧茲瑪計(jì)劃”(Project Ozma)的監(jiān)察行動(dòng)，是人類探索外太空生命的首次嘗試。此后，人類開(kāi)始了外星生命探索之路。

1972年，天文學(xué)家又實(shí)行“奧茲瑪Ⅱ計(jì)劃”對(duì)外星進(jìn)行搜索，結(jié)果于1977年收到一個(gè)“WOW”信號(hào)。不過(guò)這個(gè)信號(hào)后來(lái)再未出現(xiàn)過(guò)。1974年11月，美國(guó)利用位于波多黎各的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡向外星人發(fā)了一份用二進(jìn)制數(shù)碼編制的電報(bào)，傳達(dá)了地球人類的信息，但至今仍無(wú)“知音”。

1992年，美國(guó)又實(shí)施尋找外層空間智慧生物的“鳳凰”計(jì)劃，利用當(dāng)時(shí)最大的天文望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡搜索宇宙中各類天體傳來(lái)的不同波長(zhǎng)的無(wú)線電信號(hào)。2004年，俄羅斯在發(fā)射的Glonass-M12L衛(wèi)星上安裝了6個(gè)帶有發(fā)給宇宙外文明的文字和圖案信息的鋁制“信息盤”。

2007年，以微軟公司聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫名字命名的艾倫望遠(yuǎn)鏡陣列(ATA)啟動(dòng)。這個(gè)擁有42個(gè)碟形天線的陣列負(fù)責(zé)觀測(cè)太空中的大量恒星系統(tǒng)，捕捉外星人信號(hào)。有了它的幫助，科學(xué)家20年內(nèi)對(duì)恒星系統(tǒng)的人造放射物的檢測(cè)數(shù)量將提高1000倍，搜尋地外文明(SETI)計(jì)劃也將因此掛上前進(jìn)擋。

影子生物圈 - 名詞來(lái)源

2010年，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)于1月25日和26日兩天在倫敦召開(kāi)了主題為“探測(cè)地外生命及其對(duì)科學(xué)和社會(huì)的影響”的研討會(huì)?！八阉鱽?lái)自外星人的信號(hào)”、“搜尋地球另一個(gè)生命起源”和“探討尋找外星生命的社會(huì)意義”，是本次會(huì)議的主要議題。 亞利桑那大學(xué)的教授保羅·戴維斯在會(huì)上提出：“在地球上搜索影子生物圈(shadow biosphere)，“影子生物圈”是美國(guó)科羅拉多大學(xué)的卡羅爾·克萊蘭(Carol Cleland )和謝利·科普利(Shelley Copley)發(fā)明的新詞。

影子生物圈 - 尋找生命

科學(xué)家們正在展開(kāi)一項(xiàng)同樣影響深遠(yuǎn)的研究：尋找“影子生物圈”。該研究旨在尋找與已知生命毫不相關(guān)的生命形式，這些新形式的生命是一種獨(dú)立生命源的后代。

科學(xué)家們認(rèn)為，其它類型的生命體至今仍然存在，它們構(gòu)成了一個(gè)影子生物圈。地球上，微生物的數(shù)量超乎想象，僅通過(guò)顯微鏡觀察，很難區(qū)分它們。微生物學(xué)家必須分析某個(gè)微生物的基因序列，才能確定它在進(jìn)化樹(shù)上的位置。到目前為止，有明確分類的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科學(xué)家仍未在地球上發(fā)現(xiàn)與已知生物不同的生命體，然而這并不代表地球上沒(méi)有外星生命：雖然現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，但還有很多生物我們無(wú)法觀察到。

“奇異”微生物，可能存在于一般生物難以存活的獨(dú)立生態(tài)環(huán)境。這種微生物隸屬完全不同的生命族譜，稱為“影子生物圈”(shadow biosphere)。可能的藏匿地點(diǎn)包括沙漠、滾燙火山口、南極洲乾燥山谷或飽和鹽湖中。

當(dāng)一些研究者正試圖在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造全新的生命時(shí)，另一些研究者則在火星上甚至是太陽(yáng)系的其它地方搜尋外星生命。畢竟，許多太空生物學(xué)家相信只要沸騰的時(shí)間足夠長(zhǎng)，在適當(dāng)?shù)臈l件下，任何充分復(fù)雜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經(jīng)出現(xiàn)不止一次而是多次這種說(shuō)法也是合情合理的。新形式的生命在今天是不可能出現(xiàn)的，因?yàn)楝F(xiàn)有的生命會(huì)在這些即將獲得生命的分子聚集數(shù)量超過(guò)臨界值前將它們吞噬一光。然而，生命起源的機(jī)會(huì)可能在早期地球上存在了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期。其中一些原始生命體可能已經(jīng)消亡，它們被其它形式的生命體給淘汰，但另一些可能仍然與我們生活在一起只是我們尚未發(fā)覺(jué)。

鑒于人們僅人工培養(yǎng)或發(fā)現(xiàn)了不到百分之一的微生物，在我們的眼皮底下影子生命仍然有很大的生存空間。

然而，在地球上尋找影子生命的任務(wù)比在外星球上尋找生命更困難?！斑@個(gè)星球上充斥著我們已知的生命”科羅拉多大學(xué)的生物化學(xué)家Shelley Copley說(shuō)道。這意味著研究者們不能僅尋找新陳代謝的證據(jù)或大量生物聚合物的存在，因?yàn)槌Ｒ?guī)形式的生命會(huì)淹沒(méi)影子生命發(fā)出的任何信號(hào)。因此，影子搜尋者們必須用更有創(chuàng)造性的方法。

一個(gè)可行的方法是到傳統(tǒng)生命無(wú)法生存的極端環(huán)境去探索，例如超干燥的沙漠地區(qū)、冰原地區(qū)、高空大氣層或最熱的火山口。

另一個(gè)方法是設(shè)計(jì)出探測(cè)其它生物化學(xué)結(jié)構(gòu)的手段。迄今為止只有阿拉巴馬州亨茨維爾市的美國(guó)航天局國(guó)家空間科學(xué)和技術(shù)中心的微生物學(xué)家Richard Hoover進(jìn)行了這類實(shí)驗(yàn)，尋找“鏡像生命”。普通的生命體幾乎無(wú)一例外都采用右旋糖和左旋氨基酸，并避免形成它們的鏡像等價(jià)物。但是如果影子生命是以相反的偏好發(fā)展呢?Hoover和他的學(xué)生Elena Pikuta創(chuàng)建了只有左旋糖和右旋氨基酸的營(yíng)養(yǎng)液，并向其中加入了不尋常的極端微生物，等著看是否有任何生長(zhǎng)的物質(zhì)出現(xiàn)。仔細(xì)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)這些影子微生物不過(guò)是具有特殊新陳代謝的普通細(xì)菌。

“沙漠巖漆”是一個(gè)更有可能是影子生命的反常物質(zhì)，它是巖石表面形成的薄薄的富含錳的巖層，在炎熱、干燥的地方尤其常見(jiàn)?？屏_拉多大學(xué)的微生物學(xué)家Norman Pace是Cleland聘請(qǐng)對(duì)沙漠巖漆進(jìn)行檢測(cè)的研究者之一，他認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果不見(jiàn)得能如人們所愿。他說(shuō)，“之所以寄希望于影子生命的唯一原因是我們完全不知道沙漠巖漆是如何產(chǎn)生的”。不過(guò)，他仍然愿意去檢測(cè)確認(rèn)一下。

影子生物圈 - 意義

地球上，微生物的數(shù)量超乎想象，僅通過(guò)顯微鏡觀察，很難區(qū)分它們。微生物學(xué)家必須分析某個(gè)微生物的基因序列，才能確定它在進(jìn)化樹(shù)上的位置。到目前為止，有明確分類的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科學(xué)家仍未在地球上發(fā)現(xiàn)與已知生物不同的生命體，然而這并不代表地球上沒(méi)有外星生命：雖然現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，但還有很多生物我們無(wú)法觀察到。如果能夠證明，在地球上有第二次生命起源，并且有他們自己的生化規(guī)則，這將使我們更有信心，生命的出現(xiàn)不是偶然，只要條件許可就會(huì)出現(xiàn)。如果生命能在類似地球的環(huán)境下產(chǎn)生，我們就可以假設(shè)，生命可能在地球上反復(fù)出現(xiàn)過(guò)很多次。