影子生物圈 - 簡介

影子生物圈是存在于地球或地球之外卻沒有被人類發(fā)現(xiàn)的生物體。該生物可以是微生物也可以是智慧體。

影子生物圈 - 背景

大約一個世紀以來，人們通過各種方式向地外發(fā)送過電磁信號，一些信號已經(jīng)傳播到100光年遠的地方，但目前人們還沒有得到外星人發(fā)來的消息。

1960年，SETI研究所的射電天文學家弗蘭克·德雷克博士以一個直徑二十七公尺的碟型天線，對波江座的天苑四(Epsilon Eridani)和鯨魚座的天侖五(Tau Ceti)這兩顆類似太陽的鄰近恒星進行監(jiān)察。這個名為“奧茲瑪計劃”(Project Ozma)的監(jiān)察行動，是人類探索外太空生命的首次嘗試。此后，人類開始了外星生命探索之路。

1972年，天文學家又實行“奧茲瑪Ⅱ計劃”對外星進行搜索，結果于1977年收到一個“WOW”信號。不過這個信號后來再未出現(xiàn)過。1974年11月，美國利用位于波多黎各的阿雷西博望遠鏡向外星人發(fā)了一份用二進制數(shù)碼編制的電報，傳達了地球人類的信息，但至今仍無“知音”。

1992年，美國又實施尋找外層空間智慧生物的“鳳凰”計劃，利用當時最大的天文望遠鏡和射電望遠鏡搜索宇宙中各類天體傳來的不同波長的無線電信號。2004年，俄羅斯在發(fā)射的Glonass-M12L衛(wèi)星上安裝了6個帶有發(fā)給宇宙外文明的文字和圖案信息的鋁制“信息盤”。

2007年，以微軟公司聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫名字命名的艾倫望遠鏡陣列(ATA)啟動。這個擁有42個碟形天線的陣列負責觀測太空中的大量恒星系統(tǒng)，捕捉外星人信號。有了它的幫助，科學家20年內(nèi)對恒星系統(tǒng)的人造放射物的檢測數(shù)量將提高1000倍，搜尋地外文明(SETI)計劃也將因此掛上前進擋。

影子生物圈 - 名詞來源

2010年，英國皇家學會于1月25日和26日兩天在倫敦召開了主題為“探測地外生命及其對科學和社會的影響”的研討會。“搜索來自外星人的信號”、“搜尋地球另一個生命起源”和“探討尋找外星生命的社會意義”，是本次會議的主要議題。 亞利桑那大學的教授保羅·戴維斯在會上提出：“在地球上搜索影子生物圈(shadow biosphere)，“影子生物圈”是美國科羅拉多大學的卡羅爾·克萊蘭(Carol Cleland )和謝利·科普利(Shelley Copley)發(fā)明的新詞。

影子生物圈 - 尋找生命

科學家們正在展開一項同樣影響深遠的研究：尋找“影子生物圈”。該研究旨在尋找與已知生命毫不相關的生命形式，這些新形式的生命是一種獨立生命源的后代。

科學家們認為，其它類型的生命體至今仍然存在，它們構成了一個影子生物圈。地球上，微生物的數(shù)量超乎想象，僅通過顯微鏡觀察，很難區(qū)分它們。微生物學家必須分析某個微生物的基因序列，才能確定它在進化樹上的位置。到目前為止，有明確分類的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科學家仍未在地球上發(fā)現(xiàn)與已知生物不同的生命體，然而這并不代表地球上沒有外星生命：雖然現(xiàn)代科學技術已經(jīng)很先進，但還有很多生物我們無法觀察到。

“奇異”微生物，可能存在于一般生物難以存活的獨立生態(tài)環(huán)境。這種微生物隸屬完全不同的生命族譜，稱為“影子生物圈”(shadow biosphere)?？赡艿牟啬涞攸c包括沙漠、滾燙火山口、南極洲乾燥山谷或飽和鹽湖中。

當一些研究者正試圖在實驗室中創(chuàng)造全新的生命時，另一些研究者則在火星上甚至是太陽系的其它地方搜尋外星生命。畢竟，許多太空生物學家相信只要沸騰的時間足夠長，在適當?shù)臈l件下，任何充分復雜的分子溶液都很有可能孕育出生命。如果真的如此，那么生命在地球上已經(jīng)出現(xiàn)不止一次而是多次這種說法也是合情合理的。新形式的生命在今天是不可能出現(xiàn)的，因為現(xiàn)有的生命會在這些即將獲得生命的分子聚集數(shù)量超過臨界值前將它們吞噬一光。然而，生命起源的機會可能在早期地球上存在了相當長的一段時期。其中一些原始生命體可能已經(jīng)消亡，它們被其它形式的生命體給淘汰，但另一些可能仍然與我們生活在一起只是我們尚未發(fā)覺。

鑒于人們僅人工培養(yǎng)或發(fā)現(xiàn)了不到百分之一的微生物，在我們的眼皮底下影子生命仍然有很大的生存空間。

然而，在地球上尋找影子生命的任務比在外星球上尋找生命更困難?！斑@個星球上充斥著我們已知的生命”科羅拉多大學的生物化學家Shelley Copley說道。這意味著研究者們不能僅尋找新陳代謝的證據(jù)或大量生物聚合物的存在，因為常規(guī)形式的生命會淹沒影子生命發(fā)出的任何信號。因此，影子搜尋者們必須用更有創(chuàng)造性的方法。

一個可行的方法是到傳統(tǒng)生命無法生存的極端環(huán)境去探索，例如超干燥的沙漠地區(qū)、冰原地區(qū)、高空大氣層或最熱的火山口。

另一個方法是設計出探測其它生物化學結構的手段。迄今為止只有阿拉巴馬州亨茨維爾市的美國航天局國家空間科學和技術中心的微生物學家Richard Hoover進行了這類實驗，尋找“鏡像生命”。普通的生命體幾乎無一例外都采用右旋糖和左旋氨基酸，并避免形成它們的鏡像等價物。但是如果影子生命是以相反的偏好發(fā)展呢?Hoover和他的學生Elena Pikuta創(chuàng)建了只有左旋糖和右旋氨基酸的營養(yǎng)液，并向其中加入了不尋常的極端微生物，等著看是否有任何生長的物質(zhì)出現(xiàn)。仔細的檢測發(fā)現(xiàn)這些影子微生物不過是具有特殊新陳代謝的普通細菌。

“沙漠巖漆”是一個更有可能是影子生命的反常物質(zhì)，它是巖石表面形成的薄薄的富含錳的巖層，在炎熱、干燥的地方尤其常見?？屏_拉多大學的微生物學家Norman Pace是Cleland聘請對沙漠巖漆進行檢測的研究者之一，他認為檢測結果不見得能如人們所愿。他說，“之所以寄希望于影子生命的唯一原因是我們完全不知道沙漠巖漆是如何產(chǎn)生的”。不過，他仍然愿意去檢測確認一下。

影子生物圈 - 意義

地球上，微生物的數(shù)量超乎想象，僅通過顯微鏡觀察，很難區(qū)分它們。微生物學家必須分析某個微生物的基因序列，才能確定它在進化樹上的位置。到目前為止，有明確分類的微生物，只占已知微生物很小一部分。至今，科學家仍未在地球上發(fā)現(xiàn)與已知生物不同的生命體，然而這并不代表地球上沒有外星生命：雖然現(xiàn)代科學技術已經(jīng)很先進，但還有很多生物我們無法觀察到。如果能夠證明，在地球上有第二次生命起源，并且有他們自己的生化規(guī)則，這將使我們更有信心，生命的出現(xiàn)不是偶然，只要條件許可就會出現(xiàn)。如果生命能在類似地球的環(huán)境下產(chǎn)生，我們就可以假設，生命可能在地球上反復出現(xiàn)過很多次。