假想的生命周期：漂浮的微生物如何生活在金星的酸雲中？

2020-08-21 新浪探索


新浪科技訊 北京時間8月19日消息，據國外媒體報導，一組行星科學家提出一個假想的生命周期，可允許微生物通過在不同大氣層之間遷移的方法，在金星上生存。　　

金星表面猶如煉獄。但是，金星的某些雲層卻具有令人意外的舒適溫度和氣壓。現在，研究人員提出一種假想的生命周期。在這樣的生命周期下，微生物可以存活於這些雲層間。

　　說到生命的潛在居所，人們通常不會想到金星，因為那有硫酸組成的濃雲和煉獄般的地表溫度。但是一些行星科學家認為，有些居住在大氣中的微生物可以在金星上較低的雲層中生存，這或許也可以解釋金星上神秘的大氣現象。所謂較低的雲層，大概漂浮在金星悶熱地表以上約30到37英裡（48到60公裡）高度，按理說具有宜居的溫度、養分，甚至還有溶於硫酸液滴中的少量水分。

　　最近，一組以麻省理工學院天體物理學家帶領的小組提出一種新的生命周期，可以幫助微生物在金星的大氣中生存，他們率先提出這種特別的機制。根據這種機制，微生物可以生存於金星的薄霧和雲層中間，而不會隨著雨水落到炙熱的地表一命嗚呼。該團隊還概述了金星上的微生物如何在不同的大氣層之間循環，又以進入休眠狀態的方式來度過最極端的環境。

　　金星雲層中的微生物

　　生存在雲層間的微生物，在太陽系中並非前所未有。「在地球上，我們也有所謂的空中生物圈，地球上的微生物被揚到空氣中，四處漂浮，然後被包裹在水滴中，隨風飄過整個大陸和海洋。」

　　隨著時間的推移，那些包裹著微生物的水滴在地球的大氣層中逐漸凝結，越來越大、越來越重。最終，他們落回地球表面。但是，在金星上，滾燙的地表溫度可以達到860華氏度（460攝氏度），從雲層落到這樣的地面，任何微生物必死無疑。

　　所以，那如果微生物一生都生活在雲層中間呢？

　　金星始終籠罩在雲層下。但是中低層雲層的溫度和氣壓出乎意料地適宜生命生存。但是再往低處的薄霧層，情況就變得糟糕很多。

　　該團隊的假設是，金星上的生命可以以代謝活躍狀態（即成長和繁衍狀態）生存於較低雲層的硫酸雲滴中。在接下來的幾個月裡，硫酸雲滴也會跟地球大氣中的水滴一樣，變得越來越重。最終，它們會變得足夠大，然後從較低雲層中像「下雨」一樣落下。落到哪裡呢？當然是金星上更低位置的薄霧層。

　　薄霧層位於地表上方20到30英裡（33到48公裡）的高度，比再往上的雲層要炙熱很多。薄霧層的溫度範圍在170到368華氏度（77到187攝氏度）之間。研究人員假設，硫酸雲滴在落向這個溫度極高的薄霧層的過程中，它們會蒸發。

　　沒有了液滴的保護，假想的微生物會經歷代謝轉化，進入保護性休眠狀態，以在極端高溫和脫水的情況下生存下來。研究人員將這些休眠的微生物稱為「孢子」。孢子可以繼續存在，漂浮在金星上更低的薄霧層中。

　　但是孢子不會永遠漂浮在那裡。

　　最終，金星的大氣上升氣流會將孢子吹回溫帶雲層。在那裡，補充到水分的孢子會甦醒，進入活躍狀態。

　　圖中顯示了生存於金星硫酸雲層中間的微生物生命周期。（1）脫水的微生物以植物狀態存活於金星上更低的薄霧層；（2）孢子被上升氣流帶回適宜居住的雲層；（3）一旦被液體包括，孢子便具備代謝活性；（4）微生物分裂繁衍，而液滴漸漸凝結變大；（5）液滴變得足夠大後落下，由於下層溫度升高，液滴蒸發，促使微生物轉變成孢子漂浮在更低的薄霧層中間。

　　在金星雲層間尋找微生物

　　就像地球上的空中生物圈，金星微生物可以進入休眠狀態，以便在惡劣條件下生存，這個假設在地球上也有先例可循。緩步動物門（俗稱水熊蟲）是一種小型的節肢動物。水熊蟲尤其擅長使用這種方法在極寒、輻射甚至真空空間中生存。

　　而且，儘管這種「生命存活於金星雲層間」的場景仍只是一個假設，但有充分理由去思考我們太陽系其他行星上的生命……因為我們實際上還沒有像期望地那樣徹底探索過這些生命，金星上可能存在生命，這是一個可檢驗的假設。因此，這也值得我們考慮是否需要投入資源來進行假設的檢驗。

　　在金星雲層間尋找生命的一個可能的辦法是執行飛越任務，即駕駛飛船穿越較低雲層，吸取樣本。然後研究人員可以對樣本進行遠程評估，查看裡邊是否包含任何有趣的有機分子。如果真的發現了有機物，那麼研究人員就有理由開展樣本送回任務，將金星雲層樣本送回地球，以便使用更加複雜的儀器對其進行分析。這種任務耗資不菲，但是如果科學家更加確信金星上可能存在生命的話，即便成本很高，也值得一試。

　　探索外星生物如何在非自然環境中生存，對於尋找行星上可能存在的生命至關重要。儘管嗜酸極端微生物（如某些古生菌）通常被用作金星上可能存在生命的例子，但金星雲層的酸性程度要高於地球上發現的任何環境的酸性程度。另外，硫酸也會破壞地球生命所必需的DNA、RNA、糖和蛋白質。

　　所以，如果金星上確實存在漂浮的微生物——不管是活躍的還是休眠的——幾乎可以確定是這些微生物都是外來生物。（勻琳）

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