7種科學上可能存在的外星生命形式

2020-11-23 科學好奇者

這個問題早在歷史被記載之前就引起了人類的注意。在這個太陽系唯一存在生命的地球之外存在著什麼生命?無論我們談論的是奧林匹斯山諸神還是《星際迷航》中的克林貢人,這都是貫穿人類歷史始終的主題。

隨著科學的發展,我們對宇宙的認識每年都在擴大,我們有一半的人期待著外星生命已經被發現的消息。但如果我們一直在錯誤的地方尋找呢?

科學預言了許多反直覺的生命形式。雖然在地球上是不可能的,但它們很可能存在於宇宙的其他地方。為此,下面介紹了7種科學上可能存在的外星生命形式。

以矽為基礎的生命形式

矽是一種分子,其結構和化學性質與地球上大多數生命賴以生存的碳元素的性質極為相似。正如我們所知,生命的一個重要組成部分是碳能夠形成足夠大的原子和分子的複雜鏈,以包含DNA等生物物質。

此外,地球上也有生物在其生物結構中使用矽,比如硅藻這種藻類。它們每年在地球的海洋中消耗超過60億噸的矽,並產生了地球上20%的氧氣。

因此,矽很可能作為其他行星早期生命的一個階段而存在,將它們的大氣轉化為氧氣,為以後更高級的生命做好準備。

以砷為基礎的生命形式

作為地球上最具代表性的毒物之一,砷是生命形成的基礎,這似乎有違直覺,但科學表明,砷完全有可能被納入複雜的生物分子中。

砷在生命形式中的爭論源於它與磷的化學相似性,磷是地球生命DNA的主要組成部分。一些研究表明,砷可能曾經是地球早期生命DNA的一部分,取代了磷在DNA中的位置。

在微生物活動能夠從海洋巖石中吸取磷之前的早期階段,生活在深海熱液噴口附近的生物更容易獲得砷。

儘管有證據表明,在生命晚期,磷是一種比砷更有效的化學物質,但這種有毒元素對早期簡單的生命形式來說可能已經足夠好了。由這種物質構成的生物可能潛伏在陌生海洋的深處。

以氨為基礎的生命形式

水是地球上所有生命的重要組成部分。我們的身體使用液體作為溶劑,這是幾乎是所有產生能量和維持功能的化學反應所必需的。這在人類身上可以看到,一直到最小的微生物。

但是如果有水的替代品呢?最近的科學表明確實有。

要使生命存在於除水以外的物質中,就必須使它要麼具有液態的較大溫度範圍,要麼存在於一年中溫度變化很小的行星上。水以0攝氏度至100攝氏度之間的液體形式存在,跨度範圍為100攝氏度。

氨在-77.7攝氏度和-33.3攝氏度之間為液體,跨度範圍為44.4攝氏度。雖然有人可能認為這樣的溫度太冷而無法維持生命,但生命所需的反應和過程可能仍然存在,儘管速度較慢。

因此,使用氨而不是水作為化學溶劑的生物可能會活得更長,但新陳代謝和進化的速度會比以水為溶劑的生物慢。

以甲烷為基礎的生命形式

在某些環境中,甲烷比水更普遍。土星的衛星土衛六就是一個突出的例子。

根據一個計算機模型,依賴甲烷的生命將能夠在極端寒冷的地區以及完全沒有氧氣的地區生存。該模型顯示, 可以構建一個在-180攝氏度的液態甲烷中工作的細胞壁。

事實上,細胞膜可以由已知存在於土衛六海洋中的氮、碳和氫分子組成,這一功能意味著簡單的生物體可以存在於冰凍的甲烷海洋深處。

就像以氨為基礎的生物一樣,甲烷海洋中的生物的生活節奏本來就比地球上的生物慢得多。由於維持液體海洋所必需的寒冷溫度,緩慢的進化和新陳代謝將會發生。

以碳為基礎的生命形式

以碳為基礎的生命形式是我們作為以碳為基礎的人所知道的唯一類型。因此,我們確信有數百顆行星存在於其恆星的潛在宜居區域內。這些行星將能夠支持我們所知道的生命,包括氧氣、液態水,甚至是啟動生命所必需的化學物質和反應。

此外,基於碳的生命是我們唯一確定存在的類型,我們自己的星球就證明了這一點。

這並不是說其他星球上的碳基生命看起來和地球上的完全一樣。通過進化,以碳為基礎的外星生命有可能通過適應環境而呈現出一種截然不同的形式。

看看地球上存在的大量生命形式就知道了。它們生活在從寒冷的海洋到活火山口和斷裂帶的任何地方。地球上的生物在如此極端的環境中存在,證明了這種生命完全有可能存在於各種各樣的其他星球上,包括一些我們認為不適合人類居住的星球。

混合生命形式

假設生物可以利用與地球上完全不同的生命基礎來進化,為什麼它們不能結合多種方法呢?例如,生命可以主要以矽為基礎,包含碳元素或砷元素,並使用氨作為溶劑。

如前所述,地球上的一些生命形式將矽結構整合到它們的細胞中。那麼為什麼不更進一步呢?如果一種生物是在一顆有相對豐富的多種元素的星球上進化而來的,那麼為什麼不把這兩種元素結合起來呢?

矽和碳可以相互結合就像矽和氧,碳和氧,矽和氟一樣。所以這些分子有可能發生反應,形成複雜的鏈,以類似DNA的方式儲存和傳遞信息。

如果一顆行星有一個生物圈,生物圈內的一組生物以碳等元素為基礎,另一組生物以矽等不同元素為基礎,那麼這種方法也可以奏效。生物圈作為一個整體,可以包含生命的兩個不同的元素基礎,而不是以兩種不同的元素為基礎的生物。

以等離子體為基礎的生命形式

2007年的一項研究發現,通過對太空中可能存在的條件進行建模,等離子體和塵埃可能以一種符合生命標準的方式發揮作用。它們甚至可以通過等離子體和塵埃的極化形成微小的雙螺旋固體粒子鏈。聽起來是不是很熟悉?

更有趣的是,研究發現這些鏈可以發生變化,比如與有機分子,特別是DNA相關的變化。它們可以分裂、複製,甚至進化成更不穩定的鏈分裂而更穩定的鏈持續。

這些生命形式可能存在於巨大塵埃雲內恆星之間的真空中,或在恆星周圍的等離子體或塵埃環中,以非有機物質構成的冰冷實體的形式存在。通過持續的進化,這些雲完全有可能在某一天實現感知,謝謝大家的閱讀!

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