智利北部的阿塔卡馬沙漠里,好像沒有什么生物能夠生存。這是世界上最干燥的地方之一,在這片類似火星的廣闊地區(qū)里的某些地方甚至50年見不著一滴雨水。正如1569年一位詩人Alonso de Ercilla說的:“走進(jìn)阿塔卡馬,那被遺棄的海岸不遠(yuǎn)的地方,有這樣一片土地——那里沒有人,沒有鳥、沒有野獸、沒有樹、也沒有草?!?/p>
然而,阿塔卡馬沙漠并不是沒有生命存在。一種叫endoliths的微生物已經(jīng)找到了在這片沙漠的訣竅,它們藏在巖石孔隙里,那點(diǎn)水已經(jīng)足夠維持它們的生命。它們就吃著新陳代謝產(chǎn)生的副產(chǎn)品過活,就那樣窩在巖石里。
生命似乎總能頑強(qiáng)地找到堅持下來的秘訣,微生物已經(jīng)在地球上存活了四十億年,有足夠的時間適應(yīng)極端惡劣的生存環(huán)境。但地球上有沒有條件苛刻到?jīng)]辦法生育繁殖的土地呢?
熱是個很好的突破點(diǎn),目前發(fā)現(xiàn)最耐熱的生物是一群被稱為超嗜熱菌產(chǎn)甲烷菌的有機(jī)物。它們生存在深海熱液噴發(fā)口的邊緣,有些能在高達(dá)122攝氏度的溫度下生存。
大多科學(xué)家認(rèn)為150攝氏度是生命存活的臨界點(diǎn)。然而,在這個溫度下蛋白質(zhì)會分解,地球上的生物化學(xué)必需的化學(xué)反應(yīng)也無法進(jìn)行。這意味著,超嗜熱菌產(chǎn)甲烷菌能在熱液噴口邊緣生存卻不能靠近噴口中間,因為那里的溫度高達(dá)464攝氏度。同理,陸地上的活火山口也是生物無法生存的地方。
里斯本新大學(xué)微生物生理學(xué)家Helena Santos認(rèn)為,溫度是最差的限制條件,當(dāng)環(huán)境足夠熱是不可能有生命存在的,一切都會被毀滅。
相比之下,在高壓之下生活反而不成問題。這意味著,地球生命的生存法則不是不能去深的地方,而是不能太熱。也就是說,決定生物能在地表下多深生存不是取決于壓力,而是溫度。地核的溫度足有6000攝氏度,肯定不可能有任何生物存在,不過具體分界的深度還在調(diào)查中。南非金礦的地表以下3.2公里除發(fā)現(xiàn)了一種名叫Desulforudis audaxviator的微生物,它可能活了數(shù)百萬年還沒碰到過地表,純靠吸食放射性衰變的巖石流失的營養(yǎng)而活。
溫度有兩個極點(diǎn),極熱之外就是極冷。在西伯利亞凍土和南極冰川雪巖泥里面生活著一些嗜冷桿菌,那里的溫度低于-10度。還有南極洲高濃度鹽湖生存著一種嗜鹽菌,甚至能在-20攝氏度的條件下生存。在這些極冷環(huán)境好下生存的微生物有特殊的細(xì)胞膜和蛋白結(jié)構(gòu),細(xì)胞里還有防凍劑分子。不過地球自生命第一次進(jìn)化以來已經(jīng)被冰覆蓋了很久,所以南極洲被冰覆蓋的湖里也不是那么極端。
輻射一般也不能阻止微生物繁殖,只要它們不在原子彈爆炸的地方(有可能是被火燒死)。它們能在放射性廢棄物的容器里生存,比如耐輻射球菌,最耐輻射的微生物之一。它可以在太空中生存,承受高達(dá)15000戈瑞(Gary,輻射吸收的標(biāo)準(zhǔn)計量單位)輻射量,而人類只需要5戈瑞就能致死。
同樣,對我們而言致命的化學(xué)環(huán)境對一些極端微生物來說卻是溫馨的小窩。有些微生物喜歡砷、汞或其他重金屬,有些喜歡氰化物。在俄羅斯堪察加半島的溫泉里,還有微生物利用硫磺或是一氧化碳進(jìn)行新陳代謝。所以說,很難找到殺死所有生命的化學(xué)品。
不過也有例外,南極洲的唐胡安池塘是地球上含鹽量最高的天然水,含鹽量超過40%(死海是33%左右),研究人員在那里找到了生命存在的痕跡,至于是在湖里繁榮生長的還是別的地方吹來的還在進(jìn)一步確認(rèn)中。所以我們只能說希望有生命存在,卻不能提供生命存在的確切證據(jù)。
現(xiàn)在,極熱和人造實驗環(huán)境可能是唯一的無菌條件,也是地球上唯一無法搜尋到生命痕跡的地方。在我們發(fā)現(xiàn)生命界限時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)新的生物,雖然生命臨界處這條路通向何方尚未可知,因為要證明什么東西不存在比證明它的存在要難得多。
自然界即使存在一些以不孕狀態(tài)堅持存活的生命體,也處于恒定狀態(tài),沒有消失。如果說微生物教會我們什么的話,那就是生物的適應(yīng)能力是非常強(qiáng)的。只要給它們足夠的時間,它們總能找到活著的辦法。