數代以來，科學家們一直在銀河系中搜尋地外行星存在生命的證據。他們試圖找到一組特定的環境條件與化學物質，在恰當的時間、恰當的地點交匯融合。

通過研究人類、植物、動物及微生物在地球上的生存與繁衍方式，科學家們已識別出生命演化所需的關鍵要素。

極端環境生命研究專家安妮?榮布魯特博士（Dr Anne Jungblut）與早期生命演化研究專家保羅?肯里克博士（Dr Paul Kenrick）將為我們解讀他們正在尋找的這些關鍵要素。

1. 水

地球上幾乎所有生命活動過程，本質上都可分解為化學反應。這些反應大多需要液體作為介質來溶解物質以便其自由移動并相互作用。

液態水是地球生命的基本需求，核心原因在于它能充當溶劑：它能溶解物質，并促使動植物及微生物細胞內發生關鍵化學反應。

水的化學與物理特性使其溶解能力遠超大多數液體；此外，良好的導熱性、表面張力、較高的沸點與熔點，以及透光性，都讓水成為適宜生命生存的理想環境。

安妮表示：“鑒于水在地球生命中扮演著不可或缺的角色，‘是否存在水’已成為尋找其他宜居行星與衛星的核心判斷依據。”

2. 碳

維持復雜生命所需的數千種功能，依賴大量復雜分子的支撐。而碳是生物體形成有機化合物（如蛋白質、碳水化合物、脂肪）的基礎。

碳的分子結構使其原子能形成長鏈，鏈上每個 “節點” 可預留兩個化學鍵，用于與其他原子結合 —— 它與氧、氫、氮的結合尤為容易。

這些自由化學鍵甚至能與其他碳原子結合，形成環狀、枝狀等復雜的三維分子結構。同時，碳分子兼具強度與穩定性，是構成生命體的理想選擇。

安妮指出：“碳是地球上含量最豐富的化學元素之一，也是所有生命體的重要組成部分。因此，目前的一個核心假設是，地外生命也可能以碳為基礎。”

3. 氮

碳是有機化合物的基礎，但無法單獨發揮作用。生命所需的復雜蛋白質，由含氮的簡單有機化合物 —— 氨基酸 —— 構成；氮同時也是合成 DNA 與 RNA（地球生命遺傳密碼的載體）的必需物質。

許多細菌能將大氣中的氮轉化為生命體可利用的形式。安妮解釋道：“植物無法直接利用大氣中的氮，它們依賴土壤與水中細菌轉化生成的銨鹽和硝酸鹽；動物則通過食物獲取氮。因此，在其他行星上發現‘生物可利用態氮’，可能是存在生命活動的重要線索。”

4. 磷

磷是三磷酸腺苷（ATP）的核心成分 ——ATP 是一種有機物質，被稱為 “生命的分子能量貨幣”。

ATP 能在細胞內運輸化學能量，為幾乎所有需要能量的細胞活動供能。同時，磷也是細胞膜的重要組成元素：細胞膜包裹細胞內部，控制物質進出細胞；與氮類似，磷也是合成 DNA 與 RNA 的必需物質。

安妮稱：“磷酸基團在 DNA 中起到‘黏合劑’的作用，沒有磷，生命體的正常運作將無從談起。”

5. 硫

硫參與地球上大多數生化過程，多數酶離開硫便無法發揮作用；它同時也是多種維生素與激素的組成成分。

在無光、無氧的環境中，硫甚至可作為能量來源。生活在極端環境中的細菌被稱為 “極端微生物”，科學家發現，這類微生物僅通過硫和氫就能獲取生長所需的能量。

安妮表示：“部分微生物能在永久凍湖、深海熱泉、高輻射、高鹽度等極端環境中生存。它們拓展了我們對‘生命耐受極端壓力能力’的認知，也幫助我們判斷其他行星的宜居性。”

6. 運氣

一顆行星能集齊所有必需化學物質似乎是幸運的。地球只是浩瀚宇宙中的一顆小行星，卻恰好擁有足夠多的關鍵化學物質，支撐起豐富多樣的生命。

自然歷史博物館古植物學家保羅?肯里克博士指出：“漫長的地質歷史中，小行星撞擊、大規模火山噴發等重大災難曾導致大量物種滅絕，但這些災難留下的‘生態空位’，也為幸存者提供了繁衍壯大的機會。這些偶然事件在生命演化歷程中扮演著重要角色，深刻影響著生命的命運。”

7. 時間

復雜生命的演化需要數十億年時間，從單細胞生物到復雜生命，不存在任何捷徑。

地球已存在 45 億年，但在形成初期，其溫度過高，無法支撐生命；目前發現的最古老生命化石來自 34 億年前的巖石，而從單細胞生物演化出動植物，耗費了極其漫長的時間。

其他行星上可能存在生命，但這類生命很可能仍處于演化的早期階段，需要 “追趕” 地球生命的演化歷程。

保羅解釋道：“生命的核心結構單位是細胞，細胞擁有復雜的遺傳與生化系統。動植物均由細胞構成，因此細胞必須先完成演化。要形成組織與器官，細胞需要增殖、功能特化并協同工作。這些基礎結構的演化及其整合，都需要時間；更復雜的生命體則需要更特化、更整合的細胞系統。化石記錄表明，這一過程耗費了數十億年。”

8. 位置

地球處于 “宜居帶”—— 即與太陽的距離 “剛剛好”：既不過熱也不過冷，能讓表面存在液態水。天文學家正在尋找與各自恒星距離相似的行星。

生命需要能量來源以支撐生長：要么是恒星提供的適量光照，要么是化學作用產生的能量；同時，生命還需要抵御特定波長的太陽輻射 —— 例如，紫外線 B 會損傷 DNA，而地球的臭氧層能大部分吸收這一波長的輻射。

保羅表示：“在太陽系內尋找生命時，‘追蹤水的蹤跡’是核心策略。2018 年，科學家在火星干燥表面下發現了液態水；木星衛星木衛二（Europa）的冰殼之下也可能存在水 —— 因此，‘地外生命搜索范圍拓展至遠離太陽的天體’，也就不足為奇了。”

本文轉載自 雪獸軟件
更多精彩推薦請訪問 雪獸軟件官網