搜索外星生命总是以地球为标准?

【菜科解读】
地球上的生命都是碳基生命,而从理论上来讲,生命还可以其他的多种形式,比如说硅基生命、硼基生命、氨基生命等等,考虑到宇宙的神秘远超人类的想象,我们甚至还可以认为,除了理论上可能存在的生命形式之外,宇宙中还有可能存在着一些匪夷所思的生命形式,例如气态生命、等离子体生命,甚至是纯能量体生命。
也就是说,宇宙中的外星生命很可能与地球上的生命大相径庭,它们完全可以生活在与地球截然不同的环境中。
那么,搜索外星生命,为何总是以地球为标准呢?其实对于这个问题,科学家早已给出了解释,总的来讲,这主要有三个原因。
第一个原因是,尽管我们不能否认其他生命形式的存在,但我们却也不能确定它们就一定就会存在,迄今为止,已被确定的生命形式只有一种,那就是地球上的碳基生命,因此可以说,我们以地球为标准搜索外星生命,至少不会走弯路。
毕竟人类的探索宇宙的能力是有限的,如果我们不考虑任何限制条件,那么我们就需要对宇宙中的所有星球进行无差别地扫描和分析,这显然是不现实的。
第二个原因是,可观测宇宙中各种元素的相对丰度其实相差很大,排名前四的分别是氢(约73.9%)、氦(约24%)、氧(约1%)、碳(约0.5%),在它们之中,氢、氧、碳都是构成碳基生命的重要元素,而这也就意味着,至少在可观测宇宙中,构成碳基生命的元素是最丰富的,所以如果真有外星生命,那它们是碳基生命的概率应该是最大的。
另一方面来讲,碳基生命的活动是基于各式各样的化学反应,这就需要一个良好的溶剂来将生命所需要的各种物质溶解在其中,以便它们能有效地进行化学反应。
而水是由丰度第一的氢和丰度第三的氧构成,所以水在宇宙中是广泛存在的,由于水的分子结构简单,支持水呈现为液态的压强和温度范围也很大,在此基础上,再加上水分子的极性很强,这赋予了液态水强大的溶解能力,因此碳基生命最有可能使用的溶剂,应该就是液态水。
通过以上两个原因可知,我们以地球为标准搜索外星生命,可以说是最正确、最简单、也最有可能获得成功的方式。
那第三个原因是什么呢?答案就是:这可以为给人类未来的生存和发展铺平道路。
虽然地球被誉为生命的天堂,但地球并不会一直像现在这个样子,随着时间的流逝,地球总有一天会变得不再适合生命生存。
除了小行星撞击、超级火山爆发等不确定因素之外,太阳本身也在越来越亮,其辐射功率也在慢慢地增加。
根据科学家的估算,按照太阳的变亮趋势,在大约10亿年之后,地球表面的平均温度就会达到47至70℃,届时地球上的海洋将蒸发殆尽,人类也无法在地球上生存,而在更远的未来(大约50亿年后),太阳还会因为其核心的燃料耗尽而走向消亡,届时整个太阳系都将变成一个死寂的世界。
所以我们以地球为标准搜索外星生命,其实也相当于我们在宇宙中寻找人类的第二家园,我们每发现一颗适合地球生命生存的星球,也就相当于为人类的未来找到了一个潜在投奔目标,尽管以人类目前的实力,跨越宇宙中动辄就以光年计的距离还不现实,但这并不代表未来的人类就没有这样的实力
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。