宇宙胚种可能性的探讨

一、宇宙胚种论

1.科学家的推测

关于生命发生的宇宙观念由来已久，早在16世纪意大利天文学家布鲁诺（G.Bruno，1548-1600）就提出过许多星体居住有生物的设想。后来，人们对于星球胚种传播思想也扩展开来。1821年法国E.莫尼瓦提出地球生命外来说：“充满了生命胚种（germ）的恒星碎片可能与地球相遇，就把生命种传播到地球上来。”这种类似性的观点在19世纪至20世30年代比较流行，并且提出通过陨石和微粒方式传播的可能性。

自20世纪后半期，人类开始用各种技术遥测太空生命，并从陨石中分析到氨基酸成分和鉴定到细菌化石以及从大气层中发现生物之说法，为宇宙生命探索提供了某种依据。克拉克在《生命：起源与本质》（1973）一书中讨论了这样的问题：生命是在地球上开始的还是在宇宙中不属太阳系的某个星球上开始，或后来由某种偶然的原因而被送到地球上来的？或许，将来有朝一日，人类也能从地球把生命种子发送到宇宙的其他适宜生命延续下去的星球上去。英国科学家迈克尔·怀特是一位地外文明探秘者（1997），他对地球以外的生命有关问题：例如，火星上有生命吗，外星人长什么样子，宇宙生命发生机会有多大，怎样与外星文明对话，我们能抵达遥远的恒星吗？都进行了科学分析与论述，充分展现了人类探求宇宙生命的兴趣与智慧。

2.尘粒与陨石传递

宇宙胚种论认为地球上的生命来自空间其他星球，可以通过附着有某些微生物孢子的星际尘埃颗粒受光压作用而进入地球表面。现在要论证宇宙胚种和否定它都还十分困难。持否定者认为宇宙空间的物理条件，如紫外线、温度、湿度对生命是致命的，胚种怎能穿过宇宙空间而进入地球呢？持肯定者认为一些细菌孢子能长期在宇宙空间忍受干燥、低温和紫外线或者以病毒晶体形式出现，遇合适条件时复活。譬如在地球温泉、干热地和古老冰层都已发现细菌孢子休眠可以复活。再者，天外有生命前体进入亦可能引发地球生命起源。譬如，西方科学家发现彗星尘埃中存在PQQ辅酶，它是产生遗传物质的一个组成分，可能在几十亿年前抵达地球，促使生命基因文件产生，PQQ本身在宇宙线作用下由矿物颗粒表面存在的分子产生。PQQ（吡咯喹啉醌）是一种不同于吡啶核苷的（NAD、NADP）和核黄素（FNN、FAD）的辅酶。因为PQQ发现的较晚，因此，它的生理功能正在深入研究，但它在宇宙彗星中发现，确有其特殊意义。

地球上每年天落陨石成百上千，但留下大块标本不可多得。1969年9月澳大利亚麦启逊镇落下一颗碳质陨石（图2-5），然后经分析含氨基酸18种之多，其中6种是构成蛋白质分子所必需的。另有美国墨里陨石和法国的奥盖尔陨石也含有氨基酸，还有嘌呤、嘧啶碱，他们的结构与地球上的有些差别。1984年发现了南极编号为艾伦山84001的一块火星陨石，留有细菌化石，记录着20亿年前火星上发生过生命。这种真实性还有待进一步确认。如今我们人类已在用火星探测器进行探索。

图2-5　麦启逊陨石

近些年，科学家在南极大陆考察陨石，表明南极陨石类型最为丰富，而且保存完好。陨石的地球年龄是指陨石坠落到地球而后保存年龄。在非南极地区，由于风化作用，陨石落地后保存的年龄仅为几千年；而在南极大陆寒冷的气候条件和冰雪的覆盖下，能够抑制陨石样品被风化。南极铁陨石和石陨石的地球年龄一般可达95万年，有的达数百万年，比地球上其他大陆陨石的地球年龄高100多倍。我国南极考察团在格罗夫山共收集陨石5282块，其总数量接近1万块，仅次于日本和美国。直到目前为止，人类已在南极陨石中发现了8块月球陨石，这是其他地区所不及的。陨石样品携带着星球的岩体结构与成分，可能含有原始生命前体或原始生命痕迹。

长期以来，彗星总是跟灾难和毁灭联系在一起的。现代航天科学揭示，彗星可能是生命携带者，它包含有大量的有机分子和水，在它远离太阳系的老家过程，结成巨大冰块；在接近太阳或进入地球大气层时，迅速蒸发的水汽会扩散成巨大气团，变成数十万米长的闪亮尾巴。英国天文学家费德来·霍伊尔认为“宇宙没有开始也不会结束”，因此永恒的生命之“卵”就由冰冻干燥的彗星传播到地球上来。近些年来，科学家开始向高空大气层采集细菌样品。据2001年《New Scientist，171》报道，天文学家魏克拉马辛格（C.Wickramasinghe）等人在印度南部高空20～41km大气层采集细菌样品，样品由美国微生物学家劳埃德（D.Lloyd）进行分析，确认已收集到细菌。他们认为地球表面的细菌一般只能到达16km的对流层，而41km的高空细菌很可能来自外星。

3.金星、火星探秘

金星（Venus）与地球相邻，大小、质量与地球相仿，所得到的太阳辐射能相差并不悬殊。近些年来，人类利用宇宙飞船和空间探测器揭开了金星的神秘面纱。金星的大气几乎全部由CO₂组成，缺乏游离氧。没有氧、没有水，这对早期的化学演化威胁并不大。因为地球上的生命也是在无氧条件下形成的，星际空间形成有机物也无水参加。但是，金星表面的温度太高，平均为485℃，大大降低了它具有生命发生的可能性。金星没有水，这是因为温度过高使水无法凝结，从而一直保持气态状。(www.xing528.com)

金星和地球有太阳系的孪生姐妹之称，为什么内在气质则各不相同？英国伦敦大学生命科学学院琼斯和皮克林对金星表面照片经过长期研究后提出了惊人的见解：金星与地球一样，是太阳系中蕴含生命的“双胞胎行星”，它曾充满巨大的河流、海洋和丰富多态的生命，然而，一场剧烈火山爆发使金星生命遭遇了灭顶之灾，并完全改变了环境面貌。这只是通过有限的资料观察与分析所得。

据2007年11月有关报道：欧洲航天局2005年发射的“金星快车”探测器捕捉到金星上空烟云（不是云层）存在闪电，一种瞬间的低频电磁和“啸声信号”不时发生，被视为与放电现象有关。金星两极附近旋转的巨大云带类似于地球南北半球冬季出现的两极涡旋。金星快车的资料也显示出金星上可能存在过类似于地球的海洋。而今金星灼热的表面已经留不住水。金星不像地球一样拥有强的磁场，这意味着阳光可以把水分解为氢和氧，并很快消失在金星的大气中。如果是这样，金星形成时的原始时期水又是怎样形成的，既然金星早期有水，是否亦有生命发生，所以，许多问题还需探讨。

火星（Marss），一颗生命之星，在未揭开她的面纱之前，被一些天文学家和科幻小说家渲染过。的确，火星与地球有许多相似之处，它有昼夜交替，只比地球多了37分钟，有四季变化，但要寒冷得多，且有两极似冰雪般极冠。火星环境能否繁殖生命呢？据考察，火星的早期环境条件跟地球的情况有些相像，有浅海洋与大气，生命完全可能存在过。后来由于火山大爆发，CO₂急增，浅海河流干枯，生命被毁了。

据1976年，美国海盗1号探测器拍下的火星照片，在火山口和低谷地带，显示出一层薄雾，这似乎表明火星土壤有水气发生。1997年，火星“探路者号”登陆火星，释放出携带的火星车进行对火星的探索工作，发现许多鹅卵石不仅出现在火星地表上，而且存在于岩石中的空洞里。这说明火星曾经有大量的水流，因为只有这样才能形成大大小小的鹅卵石，但是否有过生命发生还不能确定。2001年4月美国发射“奥德赛”火星探测器，发现火星表明可能有冰冻水。2004年1月先后有“勇气”号和“机遇”号携带火星车探测器登陆火星表面，以此证实火星的冰是水冰或干冰，是否还有生命发生过，这的确是好消息。

然而，这种探测的进展是非常缓慢的，甚至是无法估计的。直到2007年5月，“勇气”号探索器终于获得一个重大发现，找到一块高纯度的硅沉积物。由此推测它的形成环境可能类似于地球孕育微生物的环境。有理论认为这些硅产生于温泉中，也有认为产生于“喷气孔”环境，即当酸性蒸气从行星表面的裂缝中喷出时形成，说明火星当年存在过水域与水蒸气。这两种环境均在地球上发生过并孕育了大量微生物。此外，亦有报道表明在火星北半球地层中可能存在大量水冰，仍有待证实。所以，火星号的这些重大发现，为火星找到了曾经有过适宜生命活动场所的证据。

现在可以认为，火星两极存在着洁白的极冠，极冠中有冻结的CO₂，又叫干冰或者有水冰，而且可能发生过还没有找到直接证据的生命。火星大气主要组成为CO₂，并伴有少量的氢气和氩气。其表面压力小于10m Pa，空气非常稀薄，只有地球大气1％的压力，不足以允许液态水的存在。据知火星与地球的同步起源与进化，曾因火山活动和大量水蒸气喷发而形成了原始海洋。但火星缺乏含铁物质组成实心地核，质量为地球的十分之一，导致后来大部分气体分离出来被逃逸。可地球有了水，有了生命，有了植物和氧气并出现了大气层。而今火星与地球迥然不同，它虽有高山裂谷与宽广平面，但空气十分干燥，常有风沙尘暴，因缺乏水分而没有生命，只是一个异常冷漠荒凉的星球。由于两极拥有厚重的干冰，气温变得很低，赤道温度在白天可达16℃，夜间则下降到-68℃，最低的纪录是-129℃。

人类对火星“情有独钟”，15年后有望登陆。不过，火星探测比月球探测难度大得多，从距离上讲就有天壤之别，目前地月往返需要一两星期，而地球到火星往返需要一两年的时间，其中，人类长期生存活动空间仍是一个有挑战的问题，是需要克服的。

总而言之，今天的金星、火星尽管与地球环境截然不同，既没有氧气也没有水域，但已初步证明它们的早期有过原始海洋，也有过与地球一样的生命发生条件。因此，人类不放弃对这两个星球曾有过原始生命发生的推测与寻找。如果这种推测得到证实，那对太阳系以致整个宇宙生物起源的探讨是非常有意义的。于是，人类不再感到孤独，将仰望星空有信心去寻找生命本质的同伴。

4.银河系生命

从整个宇宙而言，人类毕竟还相当年轻。很多恒星都远比太阳古老，在我们之前，可能早有生命与文明存在。宇宙的年龄大约是150亿年，而地球最早出现生命的时间是35～40亿年前。可见从大爆炸的太阳系形成到地球上首次出现生命之间至少有100亿年的时间。很可能在银河系或其他星系中有某个行星系统比我们太阳系形成和冷却得早，如果生命在那里发生进化，而今，这些古老生命星际将发展到什么地步，却很难预料。

据观察，银河系中的恒星是在浓密的黑云中诞生的，黑云由尘埃和气体如氧气及CO₂构成，会产生微波辐射。一种颇有争议的新理论声称，整个宇宙可能就是一个活体，黑洞可能“萌发”整个宇宙。根据物理学的一套模糊理论，形成黑洞的宇宙也会产生出类似于我们的生命的化学物质。如果黑物质能够创造生命形成，那就可能与常规概念是不同的。所以，一些科学家推测宇宙的硅可能是一种生命形式。以水晶硅为基础的生命形式在没有空气的小行星上，把自己组成一个像硅集成电路一样的智能社会，他们能在太空的真空环境下繁殖生长，亦不怕致命的辐射。这种全新的理论，在外星的环境中，或许生命和非生命之间根本没有明显界限。

当今许多科学家都不相信生命唯地球所有，其观念类似于地球上的生命发生与演化。克里克也热衷于“星际胚种”说，甚至认为地球上的生命可能由外星人在十亿年前用宇宙飞船或其他方式拜访地球，并有意播种了微生物。像蓝藻（光合细菌）在生命起源的早期阶段的全面形成而感到惊奇，这无法从化石上找到演化依据，按一般推算从原始生命演化至蓝绿藻需要10亿年。

克里克认为在银河系中，各种类型的星球总数估计有1000亿，即10¹¹个。通过推算，其中，只要有10万分之一的条件合适，还留有100万颗行星，它们如同地球的表面一样能找到带有能孕育出生命的那种有机“汤”的海洋。鉴于星际分子由碳、氢、氧、氮、硅、硫6种元素组成与地球相近，他们大多也是构成生命的重要元素。所以，只要有了合适的温度和水，生命就能孕育出来，但是生命如何演化，目前还是无法论证与预测的。