
氨!氨!” 一个在茫茫沙漠中爬行着找“水”喝的外星人在见到氨时兴奋得大叫了起来。这是刊登在1962年的美国《纽约人》杂志上的一幅漫画中的情景,意指:“水也许并非宇宙生命的唯一液体要素”。
不过,现在的生物教科书仍然坚持水是生命唯一的液体要素。这并不奇怪,因为迄今已知的所有地球生命,从低级的细菌到高等的人类,无不依赖两种基本的化学成分:碳和水。
碳,具有一种罕见的能力,能把各种基本元素黏合在一起,从而形成对生命意义重大的复杂分子,因此被誉为“生命的脊梁”。水,则是一种非常非常重要的介质,一切复杂分子都浮游在水中,并在水中完成生命所需的种种基本的化学反应,除水之外没有其他任何液体能够胜任这个工作。发往火星和金星的探测器强化了这种观点——它们在这两颗星的贫瘠、干燥的表面没有发现一滴水,更没有发现传说中的“小绿人”。
但是,最近由生物化学家、行星学家、遗传学家等多领域科学家共同推出的一份报告,颠覆了长期以来科学界对生命的“经典思维”。该报告指出,水不一定是生命必不可缺的条件,生命有可能依赖其他液体如甲烷、乙烷、氨水等存活。该报告甚至还大胆猜测,外星生命可能不需要由碳而是由硅构成,DNA也不一定非要由磷构成,也许可以用砷代替。总之,外星生命无论是在构成还是在外形方面,都可能与地球生命大相径庭。
如此看来,我们无法排除这样的可能性:在宇宙的某个或某些地方,一些奇怪的生物渴望着呷一口冻氨或甲烷液,来滋润自己干裂的嘴唇,就像本文开头提及的那幅漫画所描述的那样。因此,有科学家呼吁:我们应该换个思路寻找外星人。
①生活在甲烷海洋里?
乍一想,宇宙中其他地方的生命应该跟地球上的生命很相像,因为在宇宙的任何地方,水、碳以及诸如蛋白质和DNA这样的特殊分子都是支撑生命的最佳选择。的确,碳很适合为复杂的生物分子充当“脚手架”。碳原子链与氧、氮、氢等其他元素结合,就构成了生命的“脊梁大分子”,比如氨基酸、蛋白质、DNA和复杂的多糖分子,其中多糖分子能够贮存能量,并且有助于植物和昆虫形成自己的硬质结构。
碳还是宇宙中仅次于氢、氦、氧的最常见的元素,所以最容易被生命得到和使用。在陨石中,人们发现了氨基酸和碱基之类的有机分子,其中氨基酸和碱基可以结合形成蛋白质和DNA,而蛋白质和DNA都是构筑“生命大厦”的基石。实验室研究证实,这些关键性的分子能够在从-80℃到-160℃的很宽的温度范围内自发形成。如此看来,不管在宇宙的什么地方,生命出现的“基本的基本”是碳。
生命出现的第二个“基本的基本”是水(这也是科学家急于在其他行星上找到水的原因)。水具有太多了不起的特性。比如,水分子擅长为其他分子输送氢原子,而氢原子被这些分子作为催化剂,在诸如分解糖以获取能量的生化反应中使用。又如,在大气压力下,水能够在很宽的温度范围内保持液态,因此是一种绝佳的介质,生物分子在水中可以自由漂浮,直至碰到一个可以与之发生反应的分子。
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编译 刘声远
完整的故事,请阅读《大自然探索》杂志2008年第1期


