地 外 生 命 產 生 的 條 件
Conditions for extraterrestrial life
九 九 年 十 月 October 1999

了 解 地 外 生 命 產 生 的 條 件 ， 方 法 之 一 是 從 地 球 的 進 化 著 手 ， 從 研 究 得 到 的 資 料 ， 可 以 提 供 給 科 學 家 尋 找 地 外 生 命 的 線 索 ； 不 過 ， 科 學 家 警 告 ， 地 外 生 命 的 產 生 可 能 是 跟 隨 不 同 的 演 化 途 徑 。

科 學 家 估 計 ， 地 球 有 超 過 四 十 六 億 年 的 歷 史 ， 從 地 質 化 石 的 資 料 顯 示 ， 最 早 在 四 十 億 年 前 左 右 ， 已 經 有 生 命 象 徵 的 細 胞 出 現 ， 而 在 那 時 ， 地 球 的 外 殼 (crust) 開 始 穩 定 下 來 ； 在 五 億 七 千 萬 年 前 ， 空 氣 中 的 氧 氣 (oxygen) 增 加 ， 而 二 氧 化 碳 (carbon dioxide) 減 少 ， 不 同 種 類 的 動 物 便 迅 速 地 繁 殖 起 來 。

上 圖 所 見 ， 是 一 種 單 細 胞 (unicellular) 氰 細 菌 (cyanobacteria) 的 照 片 ， 這 細 胞 相 信 是 在 二 十 三 億 年 前 在 地 球 出 現 ， 科 學 家 認 為 ， 這 些 細 菌 利 用 光 合 作 用 (photosynthesis) ， 產 生 氧 氣 ， 導 致 地 球 上 的 氧 氣 含 量 顯 著 地 提 高 。

在 一 九 五 七 年 美 國 芝 加 哥 大 學 (University of Chicago) 科 學 家 米 拿 博 士 (Dr. Stanley Miller) 進 行 了 一 項 研 究 ， 他 模 擬 地 球 初 期 的 條 件 ， 將 甲 烷 (methane) 、 氨 (ammonia) 、 氫 (hydrogen) 和 水 混 合 ， 通 過 電 流 ， 成 功 產 生 了 幾 種 複 雜 的 有 機 化 合 物 (organic compounds) 氨 基 酸 (amino acid) ， 這 些 氨 基 酸 是 組 成 生 命 的 成 分 ； 科 學 家 的 實 驗 証 明 ， 只 要 有 適 當 的 化 學 元 素 (elements) 、 水 和 能 量 ， 便 可 以 創 造 生 命 ， 中 圖 所 見 ， 是 說 明 科 學 家 進 行 實 驗 的 圖 解 。

科 學 家 在 不 同 的 研 究 發 現 ， 只 要 有 水 存 在 ， 細 菌 (bacteria) 便 可 以 在 任 何 惡 劣 的 環 境 下 生 存 ， 包 括 核 子 反 應 器 (nuclear reactors) 內 、 嚴 寒 的 南 極 洲 (Antarctic) 冰 湖 下 、 海 洋 深 處 及 地 下 燙 熱 的 溫 泉 水 中 。

為 了 解 生 物 怎 樣 適 應 地 球 極 度 惡 劣 的 環 境 ， 科 學 家 在 南 極 洲 及 其 他 不 同 的 地 方 進 行 研 究 ， 下 圖 所 見 ， 是 科 學 家 正 在 觀 察 埋 藏 在 東 北 西 伯 利 亞 (Siberia) 永 久 凍 結 帶 (permafrost) 下 四 萬 年 的 苔 蘚 (moss) ， 科 學 家 發 現 這 些 苔 蘚 仍 然 生 存 ； 更 詳 細 的 資 料 ， 可 參 考 「 探 究 南 極 洲 湖 下 的 生 命 」 和 「 研 究 永 久 凍 結 帶 來 支 援 天 文 生 物 學 研 究 」 。

因 此 ， 科 學 家 認 為 ， 假 如 有 適 當 的 化 學 元 素 包 括 碳 (carbon) 、 氫 (hydrogen) 、 氧 (oxygen) 、 氮 (nitrogen) 、 硫 (sulphur) 和 磷 (phosphorus) ， 而 碳 是 主 要 的 成 分 ， 加 上 水 和 能 量 ， 包 括 太 陽 能 (solar energy) 以 至 化 學 反 應 (chemical reaction) 釋 放 出 來 的 能 量 ， 便 可 能 導 致 生 命 的 開 始 ， 而 讓 生 物 可 以 繼 續 生 存 和 繁 殖 下 去 ， 還 需 要 一 個 穩 定 的 環 境 ， 這 便 是 科 學 家 探 索 地 外 生 命 的 主 要 指 引 ； 一 些 科 學 家 甚 至 說 ， 尋 找 地 外 生 命 ， 差 不 多 是 等 於 尋 找 地 球 外 有 水 的 星 球 ， 有 關 資 料 ， 可 參 考 「 探 索 宇 宙 的 水 和 氧 氣 」 和 「 宇 宙 射 線 可 以 破 壞 和 創 造 生 命 」 。

最 後 ， 科 學 家 強 調 ， 我 們 應 該 保 持 開 放 的 態 度 ， 探 討 生 命 存 在 的 各 種 可 能 性 ， 因 為 其 他 星 球 上 出 現 的 生 命 ， 可 能 和 地 球 的 完 全 不 一 樣 。

Photos courtesy of NASA, Microbial Diversity and University of Arizona

返 回 :「 地 球 外 面 的 文 明 」

C-Science 1999-2001 版 權 所 屬 ©  Copyright