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太空中究竟有没有外星人？如果有，你是不是想和外星人交流？2003年7月5日，美一家民间太空公司组织了一个名为“宇宙呼唤”的行动，参加的人只要交上约25美元就可以向他们想象中的外星人发去一个短信，而且还能够指定接受“电报”的星球。 共有9万人的短信被发送了出去。他们的想象力往往大于人类目前已经掌握的有关生命和生命起源的知识。 X生命体 发送给外层空间的信息中，包括了以数学语言构成的有关地球与人类的信息。其余还包括阿雷西波天文台于1974年传向宇宙的信息。 天文学家认为火星和地球在年轻的时候非常相似。还有一些科学家发现，地球上的化石表明地球上的生命“仅仅”诞生于10亿年前（而地球到现在则有45亿岁了）。也许火星上也有生命存在？ 疑问促使科学家们到地球上最寒冷、最炎热以及最不适宜生活的地方寻找活的生命体。结果他们发现了种类数十亿计的生命体：生活在南极湖泊里的单细胞生物，地壳深处的细菌，附着在海床火山口的多毛虫等。 科学家把它们称作X生命体，即极端环境下的生命体。 科学家说微生物是地球上分布最广的生命形式。据估计，如果能计算出地球上每种生物（从微生物和猴子到美洲杉和蓝鲸）的重量，那么微生物的重量可能占所有生物总重量的一半以上。在土壤里，微生物能帮助把矿物质转化为植物能够利用的化学物质。在海洋里，微生物是大一点的生物的食物。在哺乳动物的胃里，微生物可以帮助消化食物。微生物还能帮助改变周围环境的化学组成。在地球年轻时就存在的大量微生物可能给大气带来了最初的氧气，这样其他的生命形式才能出现和成长。 事实上，科学家说就是这些早期的微生物“教会”了植物怎样进行光合作用。 在美国黄石国家公园可以看到最顽强的微生物。许多在温泉周围被找到的微生物都依赖光合作用形成了大片黏糊糊的垫子。在一平方厘米的垫子上发现的生物种类比几平方公里的热带雨林里的生物种类还要多。 黄石国家公园是研究X生命体绝好的地方，这是因为这里提供了最多样化的微生物环境——从几乎相当于纯酸的水到碱性特强的水。1964年生物学家托马斯·布罗克在黄石公园的温泉源头发现了微生物，第二年夏天又发现了在60摄氏度的水中生活的水藻，还有在82摄氏度的水温下生存的微生物。可以说，布罗克发现了热水里的生命。这些微生物的发现扩大了生物学家为生命界定的范围。它们可能是我们的祖先吗？ 火山口与地下深处 不过，是不是所有的微生物都需要光才能生存呢？不是。就拿生活在海底火山口的微生物来说吧，它们生活在阳光达不到的海床上。1977年，科学家造访了太平洋的一个火山口，他们惊奇地发现这里到处是生命——多毛虫、虾、蟹和其他生物。而最奇怪的是，那些从来没有见过日光的微生物处在食物链的最底端。实际上，如果体内没有微生物，多毛虫就不能生存。多毛虫没有口，没有胃或者其他的消化器官。周围水域的化学物质渗透进体内后，细菌就把它们转化为多毛虫能够利用的食物。 位于西雅图的华盛顿州立大学的海洋地质学家保罗·约翰逊提出了另一个问题：如果在火山口能够发现微生物———因为这里是岩浆喷发、形成地壳的地方，那么在那些老的地壳里能不能发现微生物呢？ 答案是肯定的。他发现，在地壳30多米深处也有微生物存在。这里的地壳已经有35亿年的历史了。虽然新形成的地壳很快从近2000摄氏度下降到零下几十摄氏度，但是老地壳的温度却有90摄氏度。 不管你从哪里钻开一个洞朝海底地壳深处看，你都能找到海底微生物。而海底的地壳占地球“表面积”的70％。 关于生命起源的实验 生命起源一直是科学家关注的根本问题，但真正的研究热潮始于1952年，毕业于芝加哥大学的斯坦利·米勒希望验证自己的导师、诺贝尔化学奖获得者哈罗德·尤里在奥巴林学说基础上得出的结论。试验的过程是用热水、甲烷、氨、氢和能够产生火花的电极来完成的，试验结束后，长颈瓶里出现了一种不溶于水的混合物，这是有机反应常有的产物。试验的奇妙之处在于产生了大量的碳酸物。这并不能说明什么，但如果考虑到氨基酸也属于碳酸物的话，情况就不一样了。 米勒的工作成果引起了轩然大波，许多人都希望在此基础上取得更大的进展。9年以后，西班牙人霍安·奥罗在休斯敦大学合成了脱氧核糖核酸的基本物质之一：腺嘌呤。关于生命分子如何产生的谜团开始解开了。 生命起源迷雾重重 那么，这些分子是如何产生的呢？是在地球上形成的还是来自外太空？瑞典科学家斯万特·阿列纽斯在1903年提出了“有生源说”，认为孢子等微生物可能存在于外太空，有时会坠入某个星球培育生命。这可能吗？1972年一颗陨石（默奇森陨石）落到了澳大利亚，在默奇森陨石上发现了74种氨基酸，其中55种可能起源于外太空。 最初的生命形式是如何产生的，这始终是一个谜团。 地球如何由无生命的世界迈向有生命的世界？要找出这一问题的答案，我们就必须去研究远古时代的岩石，它们经历了数十亿年的风霜仍然没有发生太大的变化。 实际上，我们已经发现了三种痕迹：叠层石、生命形态与现在的单细胞生物很相近的真正的微生物化石，以及一种很特别的碳元素。 在格陵兰岛有39亿年历史的伊苏阿岩石中发现了碳的两种同位素：碳12和碳13。伊苏阿岩石里有大量的碳12，其含量与在化石和生物体中碳12的含量很相近。这能够证明39亿年前就已经有生命存在了吗？ 生命是否来自外太空 也有人推测，生命分子来自外太空。国际空间站很快就要安装一套专门的设施，用于研究外太空对微生物的影响，验证生命能否从一个星球迁移到另一个星球。 生命难以在外太空存在，这不仅仅是因为外太空过度脱水的环境，还由于有宇宙射线和太阳紫外线的照射。但在上世纪90年代进行的长达6年的一项试验中，70％的枯草芽孢杆菌存活了下来。这说明，只要保护措施得当，生命是可以适应外太空环境的。 生命能从外太空到达地球吗？天体物理学家弗雷德·霍伊尔指出，有些细菌被彗星带到了地球。也有一些科学家认为，生命的许多基本元素是附着在漂移不定的岩石上的。支持这种看法的证据是在所发现的一些陨石上存在着一些小泡，里面的气体是太阳系形成年代留下来的。曾有论文指出，这些小泡是由碳原子构成的，被封闭在形成中的小行星和彗星中，直到其中某个星体落到了地球上，小泡里的物质才释放出来。这一发现为另外一种假设提供了支持，即构成地球大气层的气体来自于40亿年前的外太空。 
近年来，各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是，人类在热衷研究其他星球的同时，对地球本身仍缺乏足够的认识。比如，对我们所居住的地球上的海洋来说，正如一位美国海洋生物学家所说，“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处，而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器，曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟，潜深达到10911米。但不幸的是，“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。“海沟”号的生命历程1986年，日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇，于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米，重6吨，耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人，上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手，是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。2003年5月29日，日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业，当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域，操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时，工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后，海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断，控制船不得不采取紧急措施。当天下午4时17分，控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架，“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊，连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号，但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。“海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时，而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域，控制船上的操作人员推测认为，“海沟”号没有反应，可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。此后，日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号，并进行了一个月的搜索，但一无所获。直至当年6月30日，日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为，在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号，于是宣告搜索结束。“海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说，这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为，这个价值5000万美元的探测器是独一无二的，它的失踪对科学研究是一个重大损失。到深海去看看大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测，正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来越多，陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展，人们必须寻找新的物质来源，海洋应当是首选。因此一些科学家认为，深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。此外，深海生物新物种的发现，在探索生命起源方面具有重大意义。深海探测中的技术问题在短期内，人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中，每下潜100米就增加10个大气压，几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍，从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在，称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外，它们的造价也比较便宜，而且不会给操纵它的人带来任何危险。另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳，这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密，此举必然会促进其商用开发。而对于潜水器的浮力材料，不仅要求它能承受住巨大的压力，而且要求它的渗水率极低，以保证其密度不变，否则机器人就会沉入海底。在高压环境下，耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏，否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。由于无线电波在水中的衰减太快，所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输，操作人员可观察监视器上的图像，在控制船上对“海沟”号进行操作。这些技术问题如能得到彻底的解决，海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时，人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们企盼着这一天的到来。（曲笑）大洋探秘从海洋中探索生命的奥秘记日本海洋科学技术中心 曲国斌海洋被称为地球上最后一个未开拓的疆域，她不仅可以为人类提供“取之不尽、用之不竭”的能源，而且还是人类探索生命奥秘的绝好窗口。位于日本横须贺市海滨的日本海洋科学技术中心就是一所专门从事这一科研活动的规模最大的机构。从开发资源到进一步了解地球日本海洋科学技术中心成立于1971年，30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代，为展开对深海及海洋微生物的研究，它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代，它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究，为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号，最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。1998年，日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”，提出“进一步了解地球”的目标，并设定了五大研究领域：揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出，21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此，海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。发现地下生物圈1977年，美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水（温度高达90℃）喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机，1984年，日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落，其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究，这些动物不依赖光合作用，而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源，依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此，在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处，还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止，在日本列岛周围海底，已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后，各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现，这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且，它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上，科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较，结果提出如下假说：“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的，而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。”1996年，日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约1万米处采到了海底泥沙的标本，从中分离出来大约3000株微生物，并发现了新的微生物种类，如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。2000年8月，日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处（南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃，水深2420米）发现了热水喷出孔生物群落，共有20多种生物，其中许多都是第一次发现。这表明，即使在深海海底那样的极限环境里，也存在着多样性的生物世界。科学家们设想：地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来；既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存，那么，在火星等星球上也会有生命存在；如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话，那么，这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。进一步探索地球生命的起源海底堆积着各种各样的物质层，保存着有关地球的各种历史资料，由此也可以了解地球气候的变化过程。根据迄今为止的研究，80万年来，地球上曾经有过多次超过现在的高温（40℃）和寒冷（－40℃）的时代。而从1万年前开始到现在，地球在气温上处于“异常的稳定期”。更有意义的是，上述谈到的“地下生物圈”，正是探索生命起源的绝好场所。把它与地球外行星上的生命现象进行比较，将加深人类对生命、对自身的了解。日本海洋科学技术中心为此进行超临界水中的氨基酸聚合观察实验、微生物在超临界水中的溶解实验、压力生理学实验等。科学家们发现，色氨酸能够使酵母菌在高压环境（250个大气压～300个大气压）下安然无恙地生存、发育，高等生物细胞（HeLa细胞）在400个大气压下会大大改变其骨骼形态等。为了进一步探索地球生命的起源，日本将从2003年起，与美国联合实施“统一国际深海地球勘探计划（IODP）”。为此，日本建造了“地球”号地球深部勘探船，并于今年1月在三井造船公司冈山公司厂举行了“进水式”。这条船长210米，宽38米，高116米，深2米，吃水6米，排水量约6万吨，船员150名，能够从海底向下钻探达到5公里～7公里（这是地壳到地幔的最短距离）处的地幔。为了实施这一国际性研究活动，日本海洋科学技术中心设立了“深海生物风险中心”，开发了“深海微生物实验系统”，其中包括地壳岩芯标本的防止微生物污染技术、地壳岩芯及岩石标本的微生物解析法、微生物分离法和培养法等技术。人们对这个计划寄予了极大期望，期待着能够在揭开生命起源之谜等方面获得进展。
