假想的生命周期:漂浮的微生物如何生活在金星的酸云中?

  新浪科技讯 北京时间8月19日消息,据国外媒体报道,一组行星科学家提出一个假想的生命周期,可允许微生物通过在不同大气层之间迁移的方法,在金星上生存。

  金星表面犹如炼狱。但是,金星的某些云层却具有令人意外的舒适温度和气压。现在,研究人员提出一种假想的生命周期。在这样的生命周期下,微生物可以存活于这些云层间。

  说到生命的潜在居所,人们通常不会想到金星,因为那有硫酸组成的浓云和炼狱般的地表温度。但是一些行星科学家认为,有些居住在大气中的微生物可以在金星上较低的云层中生存,这或许也可以解释金星上神秘的大气现象。所谓较低的云层,大概漂浮在金星闷热地表以上约30到37英里(48到60公里)高度,按理说具有宜居的温度、养分,甚至还有溶于硫酸液滴中的少量水分。

  最近,一组以麻省理工学院天体物理学家带领的小组提出一种新的生命周期,可以帮助微生物在金星的大气中生存,他们率先提出这种特别的机制。根据这种机制,微生物可以生存于金星的薄雾和云层中间,而不会随着雨水落到炙热的地表一命呜呼。该团队还概述了金星上的微生物如何在不同的大气层之间循环,又以进入休眠状态的方式来度过最极端的环境。

  金星云层中的微生物

  生存在云层间的微生物,在太阳系中并非前所未有。“在地球上,我们也有所谓的空中生物圈,地球上的微生物被扬到空气中,四处漂浮,然后被包裹在水滴中,随风飘过整个大陆和海洋。”

  随着时间的推移,那些包裹着微生物的水滴在地球的大气层中逐渐凝结,越来越大、越来越重。最终,他们落回地球表面。但是,在金星上,滚烫的地表温度可以达到860华氏度(460摄氏度),从云层落到这样的地面,任何微生物必死无疑。

  所以,那如果微生物一生都生活在云层中间呢?

  金星始终笼罩在云层下。但是中低层云层的温度和气压出乎意料地适宜生命生存。但是再往低处的薄雾层,情况就变得糟糕很多。

  该团队的假设是,金星上的生命可以以代谢活跃状态(即成长和繁衍状态)生存于较低云层的硫酸云滴中。在接下来的几个月里,硫酸云滴也会跟地球大气中的水滴一样,变得越来越重。最终,它们会变得足够大,然后从较低云层中像“下雨”一样落下。落到哪里呢?当然是金星上更低位置的薄雾层。

  薄雾层位于地表上方20到30英里(33到48公里)的高度,比再往上的云层要炙热很多。薄雾层的温度范围在170到368华氏度(77到187摄氏度)之间。研究人员假设,硫酸云滴在落向这个温度极高的薄雾层的过程中,它们会蒸发。

  没有了液滴的保护,假想的微生物会经历代谢转化,进入保护性休眠状态,以在极端高温和脱水的情况下生存下来。研究人员将这些休眠的微生物称为“孢子”。孢子可以继续存在,漂浮在金星上更低的薄雾层中。

  但是孢子不会永远漂浮在那里。

  最终,金星的大气上升气流会将孢子吹回温带云层。在那里,补充到水分的孢子会苏醒,进入活跃状态。

  图中显示了生存于金星硫酸云层中间的微生物生命周期。(1)脱水的微生物以植物状态存活于金星上更低的薄雾层;(2)孢子被上升气流带回适宜居住的云层;(3)一旦被液体包括,孢子便具备代谢活性;(4)微生物分裂繁衍,而液滴渐渐凝结变大;(5)液滴变得足够大后落下,由于下层温度升高,液滴蒸发,促使微生物转变成孢子漂浮在更低的薄雾层中间。

  在金星云层间寻找微生物

  就像地球上的空中生物圈,金星微生物可以进入休眠状态,以便在恶劣条件下生存,这个假设在地球上也有先例可循。缓步动物门(俗称水熊虫)是一种小型的节肢动物。水熊虫尤其擅长使用这种方法在极寒、辐射甚至真空空间中生存。

  而且,尽管这种“生命存活于金星云层间”的场景仍只是一个假设,但有充分理由去思考我们太阳系其他行星上的生命……因为我们实际上还没有像期望地那样彻底探索过这些生命,金星上可能存在生命,这是一个可检验的假设。因此,这也值得我们考虑是否需要投入资源来进行假设的检验。

  在金星云层间寻找生命的一个可能的办法是执行飞越任务,即驾驶飞船穿越较低云层,吸取样本。然后研究人员可以对样本进行远程评估,查看里边是否包含任何有趣的有机分子。如果真的发现了有机物,那么研究人员就有理由开展样本送回任务,将金星云层样本送回地球,以便使用更加复杂的仪器对其进行分析。这种任务耗资不菲,但是如果科学家更加确信金星上可能存在生命的话,即便成本很高,也值得一试。

  探索外星生物如何在非自然环境中生存,对于寻找行星上可能存在的生命至关重要。尽管嗜酸极端微生物(如某些古生菌)通常被用作金星上可能存在生命的例子,但金星云层的酸性程度要高于地球上发现的任何环境的酸性程度。另外,硫酸也会破坏地球生命所必需的DNA、RNA、糖和蛋白质。

  所以,如果金星上确实存在漂浮的微生物——不管是活跃的还是休眠的——几乎可以确定是这些微生物都是外来生物。(匀琳)

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