我們一直認為，外星生命會以小綠人的形式存在。但就在地球上的海洋中，也有著許多例證，告訴我們外星生物會有多么不可思議。在這篇文章中，供職于美國國家進化綜合研究中心，為《深海新聞》 撰稿的克雷格·麥克萊恩博士 為我們講述了，深海生物對我們研究天體生物學中可能存在的生命有著什么樣的啟示。
作為人類，我們一直有三個終極問題：我們從哪里來？我們往哪里去？在宇宙中人類是否孤獨？這三個問題的答案拷問著人性的核心，也凸顯著人類的孤獨。通過科學，我們正在不斷地追尋著這些問詢的答案。
德雷克方程1960年，應《美國國家科學院》雜志的邀請，弗蘭克·德雷克聚集了一批科學家，研究討論探索地外智能生物的課題，這就是我們如今所熟知的SETI項目。
德雷克列出了在預測“到底探測外星智能生命有多么困難”這個問題上的所有影響因素。只要將所有這些因素相乘就可以得出一個數字N，而這正是我們的銀河系中可以探測到的文明總數。當然了，這個數字只是針對射電探測而言的，而且不包括處于原始狀態或初級狀態的生命形式。
這便是著名的德雷克方程的來歷。
計算外星智慧生命數量的德雷克方程。
其中我最感興趣的參數有兩個，一是“平均每顆恒星所具有的能夠產生生命的行星數量”，二是“具有相應條件的行星上能夠誕生生命的幾率”。前者與可以產生生命的區域有關，而至于第二個參數，根據不同的標準會有不同的結果，目前的研究結果是從0.5%到20%不等。有些人甚至認為這個數字應該是100%——只要生命有可能存在，那么這顆行星上終將進化出生命。
與此相對，有人則認為這個參數接近于零。這樣的說法其實就是把“地球殊異假說”正式化了，認為地球上多細胞生命的出現是一系列事件與環境結合的產物，這樣的組合非常特殊，僅僅出現了一次。
深海卡梅隆的深潛器在馬里亞納海溝底部拍攝到的畫面，沒有發現海床上有生物活動的痕跡。（來源《美國國家地理》）
卡梅隆成為史上第三位造訪馬里亞納海溝的挑戰者深淵的人（創造了單人潛入世界最深海底的紀錄）。這讓我想到了，在對深海領域進行探索和科學考察時，我們對于生命以及生命發展方式的認識將會受到怎樣的挑戰。觀察與研究深海生命形式時獲得的靈感，讓我們不得不對生命理論重新進行檢視與定義，也許上述的兩個參數也會隨之改變。生命——以及出現生命所必需的環境——也許并不像我們之前認為的那樣稀有。
生命并不一定需要太陽1977年，地質學家在探索加拉帕戈斯海溝時，發現了在地球上從未見過的生物系統。同年，彼得·朗斯代爾發布了該領域的第一篇論文，研究這種在熱液噴口發現的生物。他寫道：某些細菌可以通過其自身的器官，利用硫化氫的氧化作用提供能量，而不需要光合作用。這些細菌可能是單獨生活，也可能與蚶類或管狀蠕蟲共生，不過無論如何，它們都組成了深海食物鏈的最底層部分。
海底的熱泉為某些生物提供了生存環境。
只需要最小數量的食物，生命就可以存續在深海中很少有光線，光合作用也就無從進行。正因如此，除了熱液噴口附近之外，其他海域的生物只能夠依靠從多產的海面沉下來的極少數量的食物維生。
被浮游生物固定的碳以“海洋雪”的形式沉入海底。
每一年，大約有160億噸的碳被浮游生物固定下來，沉入海洋。這只相當于海洋表面所產生的固化碳的3%。一袋5磅（2.27千克）重的白糖，其3%還不到五匙半而已。這一小部分碳絕大多數都以“海洋雪”（見上圖）的形式存在，散落在海底，而這正是大多數深海有機體唯一的食物來源。
盡管如此，生命不但在深海中興旺發達，甚至還產生了豐富的生物多樣性。通過多樣的進化，深海動物可以尋找到極為稀少的配偶，利用新穎的食物資源，降低覓食時的能量消耗以及整體的能量消耗。
生命可以在極端的溫度、壓力和化學環境下生存人們已經發現了各種各樣的有機組織，有的可以在極端的溫度下生長，有的可以承受1100倍的大氣壓，有的可以在含有硫化氫或致命濃度的重金屬環境下生存。這一系列事實已經足以證明，哪怕在最不利的條件下，生命也可以存活。但這些有機組織是如何做到的？
深海的這些生物證明了生物在適應極端的溫度、壓力和化學環境上有著多么出色的表現。水深每增加10米，壓力就增加1個大氣壓，因此深海生物所承受的壓力，從淺灣處的20個大氣壓，到大洋深處的1100個大氣壓各不相等。壓力越大的地方，形成細胞膜的磷脂排列也就越緊密。而細胞膜越緊密，其滲透性也就越差。更重要的是，深海的低溫同樣也會降低細胞膜的滲透性。深海生物的應對方法是增加其細胞內不飽和脂肪酸的濃度，使細胞膜不至于變得過于緊密。
我們同樣可以看到，不同的溫度和壓力環境下，生物體內蛋白質的溫度敏感度和抗壓能力也各有不同。蛋白質結構的變化也會對細胞功能產生影響。這樣一來，深海地區的動物自然可以適應更高壓力的環境。某些特定的蛋白質具有更強的連結能力，能夠讓生物在高壓下產生的形變減小到最低程度。
即使在沒有氧氣的環境下，也可能存在多細胞生物長久以來我們一直認為，在深海區域，由于沒有或極其缺乏生物所需要的氧氣，那里的生物體內一定會有某種特殊的蛋白質，以增加固氧、輸氧的轉換效率。但復雜的多細胞生物是否真的需要氧氣呢？過去我所參與的研究表明，氧氣含量的增加是大型的多細胞生物存在的先決條件。
一種生活于海底無氧區域的鎧甲門動物。
然而，根據去年發表的一份研究結果，在地中海底部完全沒有氧氣的區域，發現了三種鎧甲門動物（一種多細胞有機體，有頭部、口部、消化系統，具有復雜的生命循環，雌雄異體。圖中便是其中的一種）。這些生物沒有需要氧氣的線粒體，而是和厭氧類細菌一樣，在細胞內產生了稱為氫化酶體的細胞器。研究報告作者寫道：
這是我們第一次證實多細胞生物的整個生命循環可以在永久缺氧的沉積物中完成。我們的發現同樣可以證明，這些厭氧環境下的多細胞生命所必需的厭氧新陳代謝的過程，與之前僅僅在單細胞真核細胞生物身上觀察到過的代謝過程是一致的。這些生物的發現，為研究在缺氧環境下的多細胞生命開創了新的視角。
光合作用未必一定需要陽光在上中學的時候我們就都學過，光合作用需要陽光。因此可以推論，生命必須在可以見到太陽光的地方生長。然而在2005年，研究者發現了一種之前從未曾見到過的綠色硫細菌（一種同樣依靠光生長的生物），生活在深海的熱液噴口附近。這種綠色硫細菌顯然正在進行光合作用，但在這樣的深度上，它們是從哪里獲得光合作用所需的光線的？根據這些研究者的報告，“地熱輻射包含某種波長的輻射，可以被（這些綠色硫細菌的）光合色素所吸收”。
生命起源于深海此前我們認為，地球上的生命可能在許多不同的環境中產生，包括原始海灘、滿潮湖、冰凍的海域、大氣層，以及其他地方。當然了，這些假說各有各的模型。斯坦利·米勒在實驗室中模擬了早期地球的環境，證明了地球早期的表面環境是有可能產生生命的基石（有機分子）的。（然而最近有證據表明，地球上早期的大氣狀態也許并不符合米勒所認為的反應發生的條件。）
自上世紀70年代之后，隨著熱液噴口的發現，這種研究取得了更快的進展。一篇發表在《地質學》期刊上的研究報告表明，在與熱液噴口附近類似的高溫潮濕環境下，通過某些粘土礦物催化，普通的碳化合物分子可能會轉變成復雜的結構。研究小組在實驗室中模擬了噴口附近的環境，將各種類型的粘土浸入300攝氏度的高壓水中，持續數周之后對混合物中含有的甲烷進行了檢驗，發現它已經變成了復雜的化合物。除了有助于形成如此復雜的分子結構之外，粘土還對這樣的分子起到了保護作用，防止它們被噴口不斷流出的熱水破壞。
進化充滿智慧對地球上生命進化過程中所取得的成就，人們應當懷有敬畏之心。上面所提到的例子只是深海生物為適應極端環境而變化的一小部分。在19世紀，人們還認為生命是不可能在深海存活的。而現今，科研已經經歷了飛速的發展，我們對深海也有了不同的認識。這樣的認識可以擴展我們思考的領域，讓我們對生命的能力產生新的認識。同樣，深海的研究也預示著，產生生命，以及讓生命得以發展所必需的行星環境，也許比我們想象的要寬松許多。
