外星生命可能与世界上的生命完全不同
图片来源：uux.cn/Just_Super/E+，盖蒂图片社据《对话》（Chri
【菜科解读】
图片来源：uux.cn/Just_Super/E+，盖蒂图片社据《对话》（Chris Impey）：我们只有一个生物在宇宙中形成的例子——地球上的生命。
但是，如果生命可以以其他方式形成呢？当你不知道外星生命可能是什么样子时，你如何寻找外星生命？这些问题正困扰着天体生物学家，他们是寻找地球以外生命的科学家。
天体生物学家试图提出普遍的规则来管理地球内外复杂的物理和生物系统的出现。
我是一名天文学家，写过大量关于天体生物学的文章。
通过我的研究，我了解到最丰富的外星生命形式可能是微生物，因为单细胞比大型生物更容易形成。
但以防那里有先进的外星生命，我是国际咨询委员会的成员，该委员会负责设计向这些文明发送的信息。
探测地球以外的生命自1995年首次发现系外行星以来，已经发现了5000多颗系外行星，或围绕其他恒星运行的行星。
这些系外行星中的许多都是像地球一样的小型岩石行星，位于恒星的宜居带。
宜居带是指行星表面与其轨道上的恒星之间的距离范围，这将使行星有液态水，从而支持我们地球上所知的生命。
迄今为止检测到的系外行星样本预计，我们银河系中有3亿个潜在的生物实验，或3亿个地方，包括系外行星和卫星等其他天体，这些地方都有适合生物学产生的条件。
研究人员的不确定性始于生命的定义。
这感觉就像定义生命应该很容易，因为当我们看到生命时，我们就会知道它，无论是一只会飞的鸟还是一滴水中移动的微生物。
但科学家们对定义意见不一，一些人认为不可能有一个全面的定义。
美国国家航空航天局将生命定义为“能够进行达尔文进化的自我维持的化学反应”。
这意味着具有复杂化学系统的生物通过适应环境而进化。
达尔文进化论认为，生物体的生存取决于其在环境中的适应性。
地球上生命的进化经历了数十亿年，从单细胞生物到大型动物和其他物种，包括人类。
系外行星距离遥远，比它们的母恒星暗数亿倍，因此研究它们具有挑战性。
天文学家可以使用一种称为光谱学的方法来检查类地系外行星的大气层和表面，以寻找生命的化学特征。
光谱学可能会检测到行星大气中的氧气特征，即数十亿年前地球上光合作用产生的被称为蓝绿藻的微生物，或叶绿素特征，这表明存在植物生命。
美国国家航空航天局对生命的定义引出了一些重要但尚未解决的问题。
达尔文进化论是普遍的吗？哪些化学反应会导致地球以外的生物？进化和复杂性地球上所有的生命，从真菌孢子到蓝鲸，都是从大约40亿年前的微生物最后一个共同祖先进化而来的。
地球上所有生物体都有相同的化学过程，这些过程可能是普遍的。
它们在其他地方也可能截然不同。
2024年10月，一群不同的科学家聚集在一起，对进化进行跳出框框的思考。
他们想退一步，探索是什么样的过程在宇宙中创造了秩序——无论是生物的还是非生物的——以找出如何研究与地球上的生命完全不同的生命的出现。
两位在场的研究人员认为，当化学物质或矿物的复杂系统处于允许某些配置比其他配置更好地持续存在的环境中时，它们会进化以存储更多的信息。
随着时间的推移，该系统将变得更加多样化和复杂，通过一种自然选择获得生存所需的功能。
他们推测，可能存在一条定律来描述各种物理系统的演化。
通过自然选择进行的生物进化只是这一更广泛规律的一个例子。
在生物学中，信息是指存储在DNA分子上核苷酸序列中的指令，这些指令共同构成了生物体的基因组，并决定了生物体的外观和功能。
如果你用信息论来定义复杂性，自然选择会导致基因组变得更加复杂，因为它存储了更多关于其环境的信息。
复杂性可能有助于衡量生命和非生命之间的界限。
然而，得出动物比微生物更复杂的结论是错误的。
生物信息随着基因组大小的增加而增加，但进化信息密度下降。
进化信息密度是指基因组中功能基因的比例，或表示对环境适应性的总遗传物质的比例。
人们认为原始的生物体，如细菌，具有高信息密度的基因组，因此看起来比植物或动物的基因组设计得更好。
一个普遍的生命理论仍然难以捉摸。
这样的理论将包括复杂性和信息存储的概念，但它与DNA或我们在陆地生物学中发现的特定类型的细胞无关。
寻找外星生命的意义研究人员已经探索了陆地生物化学的替代方案。
从细菌到人类，所有已知的生物体都含有水，水是地球上生命所必需的溶剂。
溶剂是一种液体介质，它促进了可能产生生命的化学反应。
但生命也可能从其他溶剂中产生。
天体生物学家Willam Bains和Sara Seager已经探索了数千种可能与生命有关的分子。
合理的溶剂包括硫酸、氨、液态二氧化碳甚至液态硫。
外星生命可能不是以碳为基础的，碳是所有生命基本分子的支柱，至少在地球上是这样。
它甚至可能不需要一个星球来生存。
外星行星上的高级生命形式可能非常奇怪，以至于无法辨认。
当天体生物学家试图探测地球外的生命时，他们需要发挥创造力。
一种策略是测量系外行星岩石表面的矿物特征，因为矿物多样性追踪着陆地生物的进化。
随着生命在地球上的进化，它为外骨骼和栖息地使用和创造了矿物质。
生命最初形成时存在的100种矿物质今天已经增长到大约5000种。
例如，锆石是简单的硅酸盐晶体，可以追溯到生命开始之前。
在澳大利亚发现的锆石是已知最古老的地壳。
但其他矿物质，如磷灰石，一种复杂的磷酸钙矿物，是由生物学产生的。
磷灰石是骨骼、牙齿和鱼鳞的主要成分。
另一种寻找与地球上不同生命的策略是探测文明的证据，如人造光或大气中的工业污染物二氧化氮。
这些是被称为技术签名的智能生命示踪剂的例子。
目前尚不清楚首次探测到地球以外生命的方式和时间。
它可能在太阳系内，或者通过嗅探系外行星大气层，或者通过探测来自遥远文明的人造无线电信号。
搜索是一条曲折的道路，而不是一条笔直的道路。
这是我们所知道的生活——对于我们所不知道的生活，所有的赌注都是不可能的。
Discolsure：Chris Impey获得了美国国家科学基金会和霍华德休斯医学研究所的资助。
格陵兰鲨在加勒比海出没
但新研究显示，它们在全球深海的冰冷区域可能比先前以为的分布更广。
PHOTOGRAPH BY FRANCO BANFI, NATURE PICTURE LIBRARY研究人员德凡希．卡萨纳与同事在贝里斯格洛弗礁抓到这只睡鲨──几乎能确定是格陵兰鲨。
这是睡鲨在加勒比海西部出没的首次纪录。
PHOTOGRAPH BY DEVANSHI KASANA, FLORIDA INTERNATIONAL UNIVERSITY（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：ANNIE ROTH 编译：涂玮瑛）：神秘的深海北极鲨鱼在加勒比海出没！研究人员在贝里斯沿岸海域发现一只格陵兰鲨（Greenland shark），显示这种鲨鱼可能比我们先前以为的分布更广。
大多数鲨鱼的生活依然笼罩在谜团里，格陵兰鲨也不例外──但我们近期的发现非常特殊。
过去数十年来，科学家已经发现这些古老的北极动物能存活400年以上，而且经常因为附着在它们角膜上的寄生虫而失明。
虽然它们的主食是鱼类和鱿鱼，但我们已经知道它们会吃哺乳动物的尸体，例如马、驯鹿，甚至是北极熊。
最近一次的惊奇事件发生在2022年春季，当时科学家在加勒比海西部发现一只格陵兰鲨，那里离我们所知的格陵兰鲨栖息范围有数千公里远。
虽然科学家研究这些鲨鱼时，早已学会准备好面对意料之外的事，但这次目击事件仍然令人震惊。
佛罗里达国际大学的一名博士候选人德凡希．卡萨纳（Devanshi Kasana）说：「这让人既惊讶又兴奋。
」她和贝里斯的捕鱼团队在一次鼬鲨（tiger shark）标记考察中意外捉到这只格陵兰鲨。
他们的发现于7月发表在《海洋生物学》（Marine Biology）期刊上。
虽然卡萨纳无法采集DNA检体来确认这只鲨鱼的身分，但它的照片让鲨鱼专家相信，它最有可能是格陵兰鲨。
这次奇异的目击事件使人开始怀疑格陵兰鲨真正的分布范围，原本大家都相信它们只栖息在北大西洋的寒冷水域。
意外目击这次目击事件发生在贝里斯南部沿岸海域，靠近全世界第二长的堡礁。
当时卡萨纳把一条多钩长线放进格洛弗礁（Glover’s Reef）边缘的深海区，格洛弗礁是一处部分沉没的环礁。
她的目标是捕捉和标记鼬鲨，以便研究它们的行动及生态学。
目击当天的天气狂风大作，考察团队已经在考虑放弃行动，但接着他们开始收回渔线。
帮助卡萨纳进行研究的渔民之一赫克托．马丁尼兹（Hector Martinez）说：「我们马上就知道渔线上有很重的东西。
」连接渔线的液压式卷线器拼尽全力将钓到的东西拉到水面。
经过两小时的对抗，这只鲨鱼终于现身了。
起初卡萨纳和考察团队不确定他们见到的动物是什么。
她说：「那只个体来到水面时，即使我们所有人加起来有多年的捕鱼经验，还是认不出它是什么动物。
」她当时认为或许是六鳃鲨（six-gill shark），全世界的深海水域都可以找到这种动物。
她将这只鲨鱼的照片寄给她的博士学位指导教授：佛罗里达州莫特海洋实验室与水族馆的主任狄米恩．查普曼（Demian Chapman）。
查普曼说这不是六鳃鲨。
根据他的判断，这可能是格陵兰鲨。
远离家园？这些体型巨大的鲨鱼体长可达7公尺，体重可达1.5公吨。
虽然我们已经知道格陵兰鲨会猎捕海豹、鱼类和鱿鱼，但它们主要以腐食为生，而且会吃掉沉到海床上的大型哺乳动物遗骸。
科学家最近将格陵兰鲨称为世界最长寿的脊椎动物。
科学家估计它们可以存活400年以上，而在2016年，格陵兰沿岸海域发现一只272岁的个体。
科学家可以对格陵兰鲨眼睛中心的组织进行放射性碳定年法，借此确认它们的年龄，因为那个部位是由鲨鱼出生时形成的蛋白质所构成。
格陵兰鲨是北冰洋最大的鱼，也是当地全年唯一出没的鲨鱼。
科学家不太确定它们的族群等级，但认为它们的数量正在下降，国际自然保护联盟（IUCN）也认为它们属于「易危」物种。
虽然格陵兰鲨有时会在浅海现身，但它们可以生活在2200公尺深的水域，并忍受介于摄氏零下2度至正7度之间的温度。
格陵兰鲨属于睡鲨（sleeper shark），而睡鲨很适应寒冷海水的环境。
它们会缓慢行动来保存体力，它们的组织含有高浓度类似防冻剂的化学复合物，能防止冰晶凝结。
这些适应特征使它们即使在最冷的北极海域都能存活。
因此，尽管睡鲨曾在接近赤道的区域出现过几次，但在贝里斯发现一只睡鲨仍然令人意外。
非营利保育组织Oceans North的北极渔业专家布琳．迪瓦恩（Brynn Devine）说：「在热带地区目击一只格陵兰鲨的纪录非常珍贵。
」迪瓦恩说：「我们不怎么了解它们在极区以外的分布状况。
我们正在从这类观察活动中对这些鲨鱼有更多认识〔……〕但关于这个物种，我们依然有一些还没解决的知识缺口。
」尽管加勒比海的深海区离北极很远，却也非常寒冷──而且显然极为适合这些动物生存。
卡萨纳说，包括格陵兰鲨在内的睡鲨确实有可能栖息在世界各处的深海。
不过，这类目击事件很少发生。
「我们不太了解加勒比海的深海区。
」鲨鱼生物学家兼《世界鲨类》（Sharks of the World）的作者大卫．伊伯特（David Ebert）说：「幸好这位学生能够拍到这只鲨鱼的照片，否则我们可能不知道它在那里。
」虽然卡萨纳和她的团队当天捉到的鲨鱼不是她原本想捉的，但她很高兴自己可以记录到这只鲨鱼在那片区域出没。
贝里斯政府最近宣布三处环礁（包括格洛弗礁及其周围的深水域）是鲨鱼保护区。
卡萨纳说：「我们非常高兴能遇到这么特别的事。
」她补充说，她希望这项发现将会「协助保卫任何在格洛弗礁水域漫游且尚未被人发现的生物」。
竞争而非气候限制了热带山区鸟类物种的分布范围
研究结果表明，物种间的相互作用对热带山区生物多样性所起的塑成作用要比以前所认识的大得多，它们为热带山区物种如何应对气候变化提供了新的见解。
热带山区是地球上生物多样性最丰富的地区之一：仅在狭窄的海拔范围内就常常生活着完全不同的物种群——这一模式与温带山区的物种大不相同，因为温带山区的物种多样性往往分布于更广的海拔范围内。
人们普遍认为，这种模式是对热带气候的温度季节性变化低所产生的适应性结果。
虽然热带山区的温度包括从低地区域的炎热到高地区域的寒冷，但它们在全年中的任何给定的海拔高度上都保持相对稳定，因此沿着山坡会形成不同的气候生态位；对无数这类生态位的生理适应导致了热带山区大量物种的积累。
然而，某些研究人员认为，物种间竞争（而非气候影响）可能也会限制热带山区物种分布的海拔范围。
为了评估这两种相互矛盾的假设，Benjamin Freeman和同事利用eBird的440万个精细位置记录对全球31个山区内的森林鸟类物种分布的海拔范围进行了比较分析；eBird是一个全球鸟类分布和丰度的公众科学数据库。
与主要的假设相反，Freeman等人发现，在较小的海拔范围内，物种丰度是比温度季节性更好的预测因子，表明狭窄海拔范围内的热带鸟类多样性更多地是由物种间的相互作用和竞争（而不是气候）驱动的。
然而，据作者披露，这些模式是否可以推广到其它非鸟类分类群则是一个尚未回答的关键问题。
