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行星上的生命

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:尽管目前我们知道的只有一个“地球”,但很有可能会发现更多的这样的行星。有研究表明,地球上的生命最有可能在水中诞生,并且十分之九的时间全部生活在水中,后来虽有部分生物登上陆地,但都离不开水。因为地球原始大气是缺氧的,地球上的生命就发生于缺氧时期。

行星是如何诞生的呢?科学家认为,行星的诞生要追溯到太阳诞生的初期。生生不息的星尘和气体像一个扁平的圆盘围绕太阳旋转,它们漫无目的地彼此撞击、聚合,这样过了大约l万年。有些尘粒形成更大的固体物质,经过一个我们现在还不了解的神秘过程,这些物质最终聚合在一起形成大约l00英里(l英里等于l.609千米)宽的星子带,在这个区域,重力使得它们相互吸引、碰撞。有一些小的星体变成了碎片,而那些大的星体则用它们不断增长的重力捕获附近的太空物质,从而变得更大。于是,小小的星尘经过漫长的过程终于变成了行星。

星尘之间碰撞与聚合的过程持续了大约l0亿年,直到地球完全形成,虽然我们今天所生活的地球有着巨大的不同。在l995年,科学家们发现了间接证据,证明太阳系外还有围绕恒星转动的行星。这一发现使得行星形成领域大于震动,使它不再是一个理论家的私人领地。尽管目前我们知道的只有一个“地球”,但很有可能会发现更多的这样的行星。而这次在猎户座发现的新行星,则对行星的形成的传统假说提出了新的课题。也就是说,我们掌握了一些新的行星上生命的起源和演化线索。

众所周知,最有希望存在生命的地方就是行星,那行星上的生命到底是怎么开始的呢?对于这个问题,各种各样的假说可谓说是众说纷纭。曾有假说认为,具有“自我复制”能力的分子的出现,是地球上生命诞生的标志。持该假说的科学家认为,在像地球这样的原始行星上,简单分子在阳光照射等作用下聚集为更大的分子,这些分子越变越复杂。直至最后,由于某种未知原因形成了一个分子,它能把简单的分子组成一个与自身一样的分子,也就是说具备了“自我复制”的能力。科学家一般认为,最早形成的这个自我复制分子应该是蛋白质或RNA(核糖核酸)分子。它所包含的生命信息,能通过特定分子在蛋白质链或RNA链上排列顺序来记录。但有人对这一假说也提出了不同的看法。

最近,以色列人类基因中心的科学家多隆·兰斯特等人提出了一个新的假说。他们认为,地球上最早诞生的自我复制分子有可能是脂类分子,而并非人们通常以为的蛋白质或RNA。他们通过计算机模拟发现,复杂的脂类分子团也具有储存生命信息的能力,能够生长、分裂、自我复制、将信息“遗传”下去,并积累“进化”所需的“变异”。这与我们熟知的生命演化过程极为类似。究竟哪一假说更为贴切,并没有真正的答案。

探索地球上的生命起源,主要是根据地球上的物质运动和发展中寻找生命物质的,而原始地球所具备的环境和物质的条件为:

第一,必须具备地球的环境的一定物质,它们包括生物有机体主要组成元素:碳、氢、氧、氮等。宇宙化学的研究已经证实了这几种元素在天体上、星际空间都是普遍存在的。

第二,地球上不能没有水,生命的存活是离不开水的。有研究表明,地球上的生命最有可能在水中诞生,并且十分之九的时间全部生活在水中,后来虽有部分生物登上陆地,但都离不开水。此外,生物化学研究也发现,有少量生物可以生活在温度很低的液态氨和甲烷中。

第三,生命体对温度的要求,温度太高生物有机分子必然运动过剧甚至分解;温度过低,生命过程过分缓慢甚至停顿。如果生命发生在水中,温度大致介于摄氏0~l00摄氏度之间。

第四,生物能在周围绕的环境的物质交换才能得以生存,所以早期地球必然存在一定数量和质量的大气层。宇宙生物学研究认为,没有大气的天体上不可能有生命发生,而天体要在其周围留住大气必须具备相当大的质量。质量太小,引力太小,就不可能有大气。没有大气生命就不会有液态水的和液态物质的产生,没有液态物质作为溶剂,生命就无法产生。

第五,需要有足够的能量,比如光和热。另外宇宙射线、地热、火山等都可以为生命起源提供能量。

第六,要有还原性气体,比如甲烷、硫化氢、氢气等。过去人们总把氧气作为生命发生的条件,现在认为是错的。因为地球原始大气是缺氧的,地球上的生命就发生于缺氧时期。

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