水是生命的唯一基质吗？

       浩瀚的宇宙，让我们肯定有外星生命的存在，不过，在很多科学家看来，也许水远非生命存在的惟一基石。美国国家科学院最新这份报告的编写委员会成员之一、美国海洋生物国家实验室研究院米歇尔索金(MitchellSogin)对《财经》记者表示，水对于广义上的生命来说，并不是充分条件，因为它还需要一定的物质条件和能量条件；同样，水也不是必要条件，外星生命完全可以不是地球上的形式。 
    隆美尔博士在接受《财经》记者采访时也指出，尽管目前对于我们了解到的所有生命而言，水都是必需的；但是从很多化学实验中，科学家发现还有其他溶剂，存在一些明显的可以支撑生命活动的特性。
    比如液态甲烷，就可以完成很多有趣的化学过程。早在2006年7月，围绕土星运行的“卡西尼”号探测器就发现，在土卫六(泰坦)的北极，存在几个巨大的充满液态甲烷或乙烷的湖泊。观测数据显示，泰坦表面温度极低，约为零下180摄氏度上下，其大气主要由氮气(占98.4%)和甲烷(占1.6%)组成。 
    “我们无法预测，在泰坦零下180度左右的低温下，是否会存在古怪的生命。”他补充说。
实际上，如果不考虑温度而仅仅考虑其大气构成的话，其目前的环境与约40亿年前生命诞生时的地球极为相似。因此，即使“土卫六”上目前没有生命存在，也不能排除20亿年后出现生命的可能性。
    即便我们承认极性溶剂是生命形成必须的，实际上也存在更多的选择。比如液氨就具有许多和水类似的性质，可以完成水所支持的大多数生命功能。
    甚至人类闻之色变的硫酸，也可能维持另类生命。在密度为地球大气的100倍的金星大气层中，就存在一层厚达40公里到70公里的浓硫酸云；而且这里的温度条件可以支持碳-碳共价键的稳定存在，这也被认为是生命存在的重要前提之一。
    早在1967年，著名科普作家、人类搜寻地外生命的先驱卡尔萨根(Carl Sagan)就在英国《自然》杂志发表了“金星云中的生命”一文，设想金星上的生命可以拥有含有氢气的鳔，像地球上的鱼类一样利用浮力支撑身体。
    可能的候选者中，还有甲酰胺这样陌生的名字。在火星表面之下，存在大量的甲酰胺，它是氢氰酸和水的反应产物。它同样可以完成大多数水可以完成的生命功能，并且比水更耐高温。
    从目前的观测事实上看，火星上的温度不可能允许液态水的存在，但并不排除甲酰胺；而科学家通过在地球上的实验已经发现，在甲酰胺中可以合成大多数生命所需要的多肽、核苷、核苷酸和RNA，甚至ATP(三磷酸腺苷)。 
    甚至像液态氦、超临界的液态氢，在科学家眼里也存在支持生命的可能。气体行星土星、天王星和海王星存在大量的这种液体；如果它们作为溶剂的话，有机物在其中的活动或许与在水中一样活跃。
    上面提到的种种液体，都有可能代替水，成为蕴育外星生命的摇篮。 
    打破陈规 
    不过，迄今为止，人类正在进行以及正在策划中的寻找类地行星计划，包括法国的COROT计划、美国的开普勒计划、欧洲空间局的爱丁顿计划以及达尔文计划，仍然把目光瞄准了体积、质量同地球相似的行星。
    而《行星系统中有机生命的限制》报告批评说，这些耗资巨大的搜索计划中，显然过于以地球为中心——如果外星生命和地球生命不同源，具有不同的结构，那么这些探测计划很可能“视而不见”。
    实际上，人类也是在不断探索太空的过程中，一点点开始放弃生命领域的“地球中心论”的。 
    早在1976年，美国就试图在“海盗号”火星探测器上培养地球上的微生物，看这种环境是否适合生命生存。但是后来科学家意识到，地球上99%的微生物是无法用这种技术来培养的。所以，目前人类搜寻地外生命的方法，都集中在寻找生命的分子、化学特性，而不是尝试去培养地球生命。 
    根据广义的理解，任何生命存活的必要条件，是它必须完成一系列能量、化学反应，并可以动态地维持其结构和成分。所以，NASA今后的任务，将注重寻找生命的分子特征；而其中很大一部分工作，很可能要在地球上或者实验室中进行。 
   美国科罗拉多大学细胞与发育生物学系教授谢莉科普利(Shelley Copley)对《财经》记者表示，碳基生物最大的局限，是温度不可能超过300多摄氏度。在科学家看来，广义上的生物，不管是否以碳为基础，都应该具备几个易于观测的显著特征，而手性和热力学不平衡是其中两个最重要的特性。 
    1969年9月28日，澳大利亚墨尔本以北约100公里处的默奇逊小镇上，一大批陨石碎片从天而降。通过对陨石碎片的研究，科学家不仅惊喜地发现了地球上没有的氨基酸和糖，而且也发现了一个有趣的现象，那就是这些分子结构的手性比例，也明显呈现和地球生物类似的特征——左手型的占多数。 
    早在1848年，法国著名微生物学家巴斯德首先发现了化学性质相同、结构上镜像对称、彼此旋光性相反的两种酒石酸。而后，英国物理学家开尔文勋爵将物质的这种特性，命名为“手性”(chirality)。在自然状态下的化学反应中产生出的两种手性分子应该一样多；但地球上的多数氨基酸，却都是左手型占多数，多数的糖则以右手型为多数。
    在北京航空航天大学生物科学与工程研究所所长庄逢源教授看来，目前可以通过分析有机物质的吸收谱，寻找有机物质形成的机制。因为通过观察吸收红外光谱的偏振情况，就可以分析左旋和右旋的选择性。如果发现某种手性分子的多数，则可以看做是生命存在的一个重要特征。
    “欧洲的达尔文计划，就有针对这一点的设计；他们正在邀请中国参与，不过中国是否参与，目前还不好说。”庄逢源对《财经》记者表示。
    另一方面，因为生命在于运动，这就意味着存在一系列化学自由能呈阶梯状分布的物质分子，即分子之间呈现热力学不平衡，以便保持新陈代谢过程的持续进行。这就意味着，通过探测化学能的不平衡，尤其是在高温状态下，也可能发现生命存在的征兆。
    NASA以及其它太空探索机构能在寻求生命的“天问”中走多远，尚不得而知。但在美国航空航天局资深天体生物学家约翰隆美尔看来，在拥有了很多新的认识之后，NASA今后的搜寻范围不仅会更广泛，“也会更准确”。