你與黏菌非常相似,與蛞蝓、蚯蚓、腸道寄生蟲和水塘藻類有許多共同的特點。但是這些都不是針對你說的,它們與你的外表無關,隻和你的細胞的生物化學特性有關,在這個方麵,你與地球上所有已知的生命都共享著同樣的特點。
演化令生命形式呈現出令人目眩的多樣性,範圍從傳染性細菌一直到橡樹和大象,但是從某種程度來說,這些形式屬於表麵現象。深入到細胞層麵,相較彼此間的差異而言,所有物種更多的是相似。所有生命的細胞都“說著”同樣的語言,也就是藏在DNA中的基因編碼,都以同樣的方式儲存能量:使用ATP[70]分子。這種統一性暗示了地球上所有的生命肯定來自同樣的源頭物質—生命肯定僅誕生過一次—而現在充斥著全球的多樣的物種都可以回溯到那唯一一次起源事件。
這是現代科學的共識,但是在21世紀初,由物理學家保羅·戴維斯和哲學家、天體生物學家卡羅爾·克萊蘭領導的一小群科學家挑戰了這一正統觀念。他們並沒有對所有已知的生物體都屬於同一棵生命之樹提出異議,但是他們提出也許有未知的生物體潛伏在周圍,它們屬於其他的生命之樹。換句話說,生命有可能在地球上誕生過不止一回,而那些其他起源事件的後代可能仍然在我們周圍。
“生物圈”表示的是全球所有生物構成的生態係統。用克萊蘭的話來說,那些其他生命之樹的成員可能構成了一個“影子生物圈”,共享我們的地球。這一假說的支持者經常把這些生物進一步稱為“影子生命”,盡管有時他們會用其他的詞,諸如“新奇”“非標準”“奇怪”,或者“異域生命”(用異域是因為,雖然這些另類的生命形式生活在地球上,但從我們的眼光來看,它們是極為奇異陌生的)。
這些名字可能會使影子生物圈聽起來有些超自然—一個在我們自己的真實世界之外的幻影領域,但這並不是他們的初衷。如果影子生命真的存在,會是完全真實、有實體的。它們隻是擁有從根本上與我們不同的生物化學特性而已。然而,它們究竟長什麽樣人們並不清楚。即使其內部的運作方式完全是奇怪的,但外觀上看,它們可能和標準的、已知的生命形式長得差不多。或者也可能它們長得完全不像生物學家見過的任何東西。我們甚至有可能連認出它們是活的也要費一番工夫。
大多數科學家原則上並不反對地球生命有可能誕生過不止一次的主張。畢竟,如果生命是借助某種自然過程誕生的—人們也確實這麽認為—那麽這一過程當然可能會發生許多次,也許是在不同的地理位置。這是一個合理的假設。
可是,盡管大多數科學家樂於嚐試接納多起源的大致理念,但他們並不曾接受影子生物圈假說,原因很簡單:從來沒有人見過其他的生命形式。生物學家在過去的二百年裏可並沒有一直無所事事地枯坐著。他們一直在活躍地搜尋著自然界的每一個角落。如果有另一棵生命之樹存在,到現在應該有人已經遇見過了。
這有點像科學對大腳野人的反對。相信這種多毛的大型生物存在的人們堅持認為:可能有一種巨大的靈長類動物從遠古存活到了現在,生活在美國西北太平洋沿岸的森林裏。動物學家承認:“理論上來說,這倒不是不可能。”但是,他們指出,從未找到過這種生物的任何生物標本(沒有毛發、骨頭或身體標本)。因此,幾十年過去了,一直沒有大腳野人的任何跡象,證據的持續缺席最終引出了大腳野人並不存在的結論。影子生物圈的情況也是如此。相信它存在也不錯,但是簡單的事實是,從未有人拿出過確鑿的證據,證明類似它的生物存在於世。
然而,影子生命的擁護者反駁說這一類比是有缺陷的。為什麽?因為如果另類的生命形式存在,它們或許是微生物大小—地球上的絕大部分物種都是微生物大小—這樣的話,它們會有整個廣大的微生物疆域可以躲藏。根據目前的估算,存在於地球上的微生物物種數量可能多達一萬億。當然,其中被科學家研究過的隻有約0.001%而已。因此,想象數以億計未經發現的微生物物種中,可能有奇異的影子生命,也就根本不算什麽難事了。相比而言,在森林裏追蹤大腳野人算得上是輕而易舉了。
如果從外觀上看,這些影子生物和已知的微生物長得很像的話,那麽找到它們就格外困難了。用雙眼查看的方式,我們可能永遠意識不到它們有多古怪。情況很可能就是這樣,因為微小的生物體經常有比較類似的形狀。例如:古細菌和細菌,是單細胞微生物裏兩個獨特的類別,分屬於生命之樹上完全不同的區域。它們與彼此(以它們自己的方式)相異的程度,比你和蘑菇之間的差別更甚。但是,透過顯微鏡來看,它們長得一個樣。科學家必須從基因層麵上檢查它們,才能把它們區分開來。
這就引出了這樣一個問題,微生物學家能夠運用的工具不夠精細,給找到任何種類的影子生命增加了難度。如上所述,顯微鏡可能對找尋沒什麽幫助。研究者還可以嚐試在實驗室中培養微生物來更近距離地研究它們,但這是一個精微、棘手的過程。據估計,已知微生物裏成功被培養出來的不到1%。影子微生物大概屬於那99%從未被成功培養的部分。還有多種工具可以分析微生物的遺傳物質,但是這些工具被設計用來分析常規的DNA。對尋找缺少常規DNA的生物體來說,它們都毫無用處。
鑒於這些工具的局限性,影子生物圈的擁護者主張,你可以很容易想象,如果存在一種不尋常的微生物形式,飄浮在我們周圍,看起來和已知的微生物有點像,但是沒法被培養出來,而且沒有標準的DNA(倘若它還有DNA的話),那麽我們會根本注意不到它。
如果追問的話,生物學家或許會承認,情況確實可能如此。但是他們還有一個理由懷疑影子生物圈的存在。考慮到標準生命形式是怎樣有侵略性地占據地球上每個角落的,任何競爭性的生命形式都會被消滅似乎也很有可能。換句話說,生命其實有可能在地球上誕生了不止一次,但是由於為資源而展開的激烈競爭,有可能隻有其中一種類別存活了下來。
但是,影子生物圈的支持者再次提出了反駁的論點。他們指出,另類生命形式是有辦法存活到今天的。它們有可能找到了一種躲開其他生命的角落,在那裏它們不需要直接與標準生命相競爭,也許那是一種極端的環境,如高溫的火山口內部深處,或者高輻射地區的地下,或者它們學會了以某種標準生命無法下咽的化學物質為食。如果是這樣,這些古怪的生命形式會被放過,而且得以建立獨立的生態係統,與我們並肩存在。無論答案是什麽,你有可能想象得到影子生命存活下來的方式。它們有可能存在於世。
說實話,大多數科學家對這些支持影子生物圈的論點持很開放的態度—隻要它們作為純粹猜測性質的想法而提出。然而,一些支持者還將辯論推進了一步,闖入了主流科學認為不可容忍的領域,這時該假說就真的引發了一場論戰,而且遇到了更強烈的抵製。這些支持者不僅提出另類生命可能存在,他們還說自己可能找到了一些例子。這些支持者編製了一個古怪事物的清單,認為這些可能就是地球上的另類生命形式。這就像經猜測而得到的非標準生物體的古怪集子。哪怕其中有一個真的是非標準生命,這也將會是現代科學最重大的發現之一。
那麽,清單裏都有什麽呢?其中一項如果你曾經徒步或者駕車穿過荒漠的話,有可能親眼見過。它是一種暗色、閃光的物質,在幹燥地區的岩石上形成,被稱為“荒漠漆皮”。數百年前,美洲土著部落曾習慣於在上麵刻畫圖案,創作岩畫。當查爾斯·達爾文乘小獵犬號環遊世界,中途在南美洲停留時,他注意到了這種在岩石上閃閃發光的東西,還認真地思索過它是怎麽回事。
荒漠漆皮不可能由它所在的岩石生成,因為它含有諸如錳和鐵等元素,這些岩石中並沒有。它由許多非常薄的薄層組成,這使地質學家想到它是微生物留下的。問題在於,至今為止,盡管開展了許多的調查研究,但是沒人能找到留下這些漆皮的微生物。也沒人想得出來有什麽非生物的形成原因。因此,它仍然是個謎。克萊蘭主張它有可能是影子生命就存在於野外,擺在我們眼前的例子。
納米細菌是清單中更不容易被看到的一項。你需要電子顯微鏡才能觀察到這些東西。它們是微小的球形粒子,看起來有點像細菌,並因此得名,但是它們小得多—幾乎比典型的細菌要袖珍十倍。人們在各種地方發現過它們,包括岩石、石油鑽井和人類的身體組織裏(這有點令人不安)。
沒人否認這些納米細菌的存在。人們爭論的是它們是不是活的。據傳統生物學稱,它們太小了,不可能是活的,因為細胞一切必要的構件(遺傳物質,以及生產蛋白質和儲存能量的部分)裝不進它們內部。雖然如此,一些研究者仍然宣稱見過它們繁殖,還發現了它們內部的DNA。1998年,芬蘭生物化學家奧拉維·卡揚德激起了軒然大波,他暗示這些納米細菌不光是活的,還可能是造成各種疾病的原因,如腎結石、動脈硬化、關節炎、阿爾茨海默病和癌症。對影子生物圈的支持者來說,納米細菌這種處於生物和非生物之間的模糊狀況,使它們成了非標準生命的一個最佳的備選。
影子生物圈“動物園”的第三件展品是含砷生物。據說,這些奇怪的生物是部分由毒性極強的元素砷構成的微生物。
所有已知生命的生物化學過程都嚴重依賴磷。它是DNA和ATP分子必不可少的組成成分。但是,磷的原子結構和砷非常相似,這也是後者如此致命的原因。對我們的身體來說,區分兩者非常困難,而且,當砷在細胞中取代了磷時,我們就會死亡。正因為兩種元素如此相似,所以研究者費麗薩·沃爾夫—西蒙想到,也許存在這樣的有機體,它的生物化學過程圍繞著的是砷而不是磷。
她開始尋找它們。隨後在2010年,她聲稱找到了這種生物,它們生活在美國加利福尼亞州富砷的莫諾湖裏。當她的發現發表在網上的《科學》期刊中時,這像一股衝擊波一樣震撼了整個科學界,因為這些生物體,如果是真的話,會與被認為是生命基本法則的信念,也就是DNA由磷構成的信念相矛盾。它們的存在還有可能證明影子生物圈的假說是對的。
然而,目前的共識是:荒漠漆皮、納米細菌或者含砷微生物都不是影子生命有效的例子。研究者們希望他們會為荒漠漆皮找到一種非生物性的解釋;納米細菌被猜測是某種細胞的碎片;而同時人們嚐試複現沃爾夫-西蒙在莫諾湖的發現,卻歸於失敗,這引出了結論,她的發現肯定是實驗無意間遭到了砷汙染而造成的。因此,正統的立場仍然是:地球上隻有一棵生命之樹。我們並沒有與影子生物圈共處在一個地球上。
然而,影子生命的支持者並沒有放棄搜尋。他們解釋說他們的部分動力來源於他們渴望回答一個更大的問題:外星生命是否存在?
弄清答案更有樂趣的辦法是去探索其他星球,就像《星際迷航》那樣。遺憾的是,這超出了我們目前的能力範圍。被動地監聽來自外星智能生命的信號也沒有得到任何證據,而且這樣會將搜尋限製在技術上先進的外星文明的範圍內。因此,這些影子生命的支持者主張:在我們自己的星球上尋找線索是有道理的。我們應當試圖更好地理解生命是怎麽在這裏誕生的。它誕生了許多次嗎?如果是這樣,就暗示生命是多產的—這是地球化學過程不可避免的副產品,一旦給予機會,就會輕易形成。如果確認了這一點,那麽就意味著生命可能在其他地方也存在。
但是,如果生命隻在地球上誕生過一次—而且隻要我們沒找到任何其他生命之樹,我們就應該做此假設—那麽就會有一些令人沮喪的推論了。這意味著我們不能排除這樣的可能性,即生命的誕生是一個極不尋常的事件。它或許是宏大的一次性事件。輝煌的宇宙級別的僥幸。因此,當我們夜晚抬頭仰望夜空時,也許並沒有什麽生命在回望著我們。我們也許在整個宇宙都是徹底孤獨的。