蘇教版-必修一-第二章 細胞的化學組成-第一節(jié) 細胞中的原子和分子 優(yōu)秀

宇宙里有沒有其他生命形式？我們對外星生命的搜索依然一無所獲，宇宙里有其他生命形式嗎？我們一直在尋找外星生命……地球人類對茫茫宇宙最掛懷的，就是想找到與自己類似的其他生物，他們似乎很孤獨。到底宇宙里有沒有其他生命形式？存在生命形式的可能性有多大？地球生命的極限天文學家們一直以來都在致力于發(fā)現外星微生物存在的證據，在火星上、木衛(wèi)二上……太陽系內一切有條件的地方都是他們尋找的對象。但最近幾年最激動人心的外星生命探索的進展卻是在地球上完成的。外星生物學家來到地球最惡劣、最極端的地方，在智利最干燥的阿塔卡馬沙漠中、在環(huán)境最惡劣的巖洞里、在南極洲的千年冰架下面、在幾千米的深海下面、在幾萬米的高空上，他們發(fā)現了形形色色的與世隔絕的細菌，它們生命力之頑強令科學家驚嘆不已。在南極的古老凍巖中，有一種細菌舒舒服服地躲在石頭表面下多孔的空間里，活得跟花店櫥窗里的牽?；ㄒ粯油?；法國科學家曾在太平洋底3000米處，水溫高達250℃的熱泉口，發(fā)現多種細菌；1969年降落月球的“阿波羅12號”太空船，收回了兩年半前無人探測船“觀察家三號”留在月球上的相機，竟然發(fā)現其底部有地球上的微生物“緩癥鏈球菌”，這種來自地球的微生物，在幾近真空、充滿宇宙射線的月球表面生存了兩年半！許多種類的細菌無需空氣，它們或是通過分解(而不是氧化)有機食物，或是從硫酸鹽或硝酸鹽等氧化合物而不是從空氣中獲得氧；有的細菌通過轉換鐵化合物和硫來保持生命的延續(xù)，生存下來；有的細菌在沸水中滋生；有的細菌則在0℃以下的鹽水中生存；有的細菌在不可思議的高壓下存活?？瓷先?，多數細菌的生命是永無止境的，某些細菌的孢子可以休眠幾千年。它們生命的潛能與地球上其他生命的潛能完全或者幾乎不同。正是這一不同，向我們暗示著生命的另一種可能，或許是生命在宇宙間其他星球上的另一種可能。細菌生命的無數種可能既然地球細菌展現了如此豐富的生命形態(tài)，那么宇宙中的生命該有多少種可能性呢？地球上的生命都是由核酸和蛋白質組成的，但這是否是生命存在的惟一形式？可以有基于別的化學基礎而發(fā)展起來的其他生命嗎？這個問題無疑是對生物學家的一項重大挑戰(zhàn)。因為地球上的“蛋白質生命”是以碳元素為基礎的，一些科學家于是翻開元素周期表，看看哪一種元素的性質與碳最為相似—當然是同一族中的硅。硅基生命甚至可以不攝取有機物，而只從宇宙空間中吸收星光維持生命，他的身體是由多數光線粒子和少數物質粒子組成，物質粒子在必要時也可以轉化成光線粒子?？梢栽O想，既然我們這些以碳為基礎的生物呼出的廢氣是二氧化碳，那么，火星上那些以硅為基礎的生物，呼出的自應是硅和氧的化合物—二氧化硅。二氧化硅其實就是我們平時在沙灘上所見的沙，也就是說，這些火星生物在呼吸時所噴出的是沙粒！還有一些科幻作家留意到，元素周期表中的硫與同一族的氧在性質上有不少相似之處。那是否表示，在一些較高溫的星球上(硫在地球上的室溫時是固體)，生物呼吸所需的氧氣可以被硫所代替？此外，水是一切蛋白質生命所必需的溶液和介質。有沒有一種其他化合物可以取代水的地位呢？有！那就是氨。由于氨在冰點以下仍是液體，一些科幻作家遂推想，在一些寒冷的巨型氣態(tài)行星的表面下，可能存在著由氨組成的海洋，而海洋中則充滿著以氨為介質的生命形式。以上都只是個別的、零星的構想，真正對問題作出全面性的考察和系統性的分析的，是著名生化學家阿西莫夫所寫的一篇文章《并非我們所認識的》。他在文中提出了六種生命形態(tài)：一、以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生物；二、以硫為介質的氟化硫生物；三、以水為介質的核酸/蛋白質(以氧為基礎的)生物；四、以氨為介質的核酸/蛋白質(以氮為基礎的)生物；五、以甲烷為介質的類脂化合物生物；六、以氫為介質的類脂化合物生物。其中第三項便是我們所熟悉的—亦是我們惟一所認識的—生命。至于第一、第二項，是一些高溫星球上可能存在的生命形式，另外，地球上曾經出現過的那些生活在硫礦里的、厭氧的古細菌就很有可能是以硫作為自己生命的介質；而第四項至第六項，則是一些寒冷星球上可能存在的生物形態(tài)。宇宙中的生命可能有著不同的化學基礎，使我們認識到，生命對環(huán)境的適應能力各有不同—所謂“甲之熊掌，乙之砒霜”，我們認為舒適宜人的星球，對一些生物來說可能是酷熱難耐，而對另一些則可能是寒冷難當。未來狂想更不可思議的設想然而，科幻作家仍不滿足于生命的這些多樣性，他們在各自的作品中充分發(fā)揮了想像力，為我們創(chuàng)造出一些更不可思議、但細想之下又似乎不無道理的生命世界。一些作家設想，在某些極寒冷的星球之上，可能存在著以液體氦為基礎，并以超導電流作聯系的生命形式；另一些作家則認為，即使在寒冷而黑暗的太空深處，亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成，并由無線電波傳遞神經訊號的高等智能生物——霍耳的科幻小說正是這方面的代表作；還有一些想像力更豐富的作家甚至認為外星生命也許根本不需要化學物質基礎，他們可能只是一些純能量的生命形式，比如一束電波。最為有趣的是著名科幻作家福沃德所寫的《龍蛋》，這部構思出色的作品描述了一顆中子星表面的生物。這顆中子星直徑僅20公里，但表面的引力卻等于地球上的670億倍，磁場是地球的1萬億倍，表面溫度達到8000多攝氏度。什么生物可以在這樣的環(huán)境下生存呢？是由“簡并核物質”組成的生物。所謂“簡并”，就是指原子外部的電子都被擠壓到原子核里去，因此所有原子都可以十分緊密地靠在一起，形成超密物質。中子星上的生物身高約半毫米，直徑約半厘米，體重卻有70公斤，這是因為他們由簡并物質所組成。此外，他們的新陳代謝是基于核反應而非化學反應，因此一切變化(包括生老病死和思維)的速率都比人類快100萬倍！讓我們來看一看一個醫(yī)學院畢業(yè)生在畢業(yè)典禮上所作的有趣的講演：在我們星系的另一邊的什么地方，有一個遙遠的行星，離一個其等級和溫度都正合適的恒星恰好不遠不近。此時此刻，那上面有一個委員會正在開會，研究著我們這個小小的偏遠的太陽系。會議進行了一年之久，現已接近尾聲了。那地方的智慧生物們正在一份文件上簽名(當然是用某種數字)，文件斷言，說在我們這地方，生命的事是不可思議的，而這地方也不值得來一趟遠征。他們的種種儀器已經發(fā)現，這兒存在最最致命的氣體、就是氧氣，這樣一來，什么戲都沒了。這并非純粹的胡思亂想，厭氧生物在地球上就存在。對它們來說，氧