微生物可以與外星物種交流嗎？

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在地球上看到的日出。（圖源：NASA）

在宇宙中，人類是孤獨的嗎？自1959年以來，著名的搜尋地外文明計劃（又名鳳凰計劃）一直試圖回答這個問題。天文學家卡爾·薩根等人認為，其他類似人類的文明一定存在，并且我們可以與他們交流。但懷疑者并不相信，他們認為這種觀點缺乏證據，表明極為地外文明極為罕見。

但如果其他類似人類的文明不太可能存在，是否存在比我們更適合在宇宙中存在的其他生命形式？這些生命形式，例如非人類的地外文明生物，是否有可能相互交流？我們發表在 Biosystems 上的新研究表明這是可能的。微生物，例如細菌，可能是宇宙生命的統治者——它們比我們想象的要聰明得多。事實上，我們展示了微生物如何在沒有人為干預的情況下模仿SETI程序。

要了解微生物，我們首先需要放下“人類中心”的偏見。雖然我們中的許多人將微生物視為導致疾病的單細胞生物，但現實情況卻有所不同。微生物是松散構成的多細胞實體。例如，細菌是以由數十億成員組成的社會，能夠“思考”和決策的群體。

典型的細菌群落是一種控制論實體——一個解決環境問題的“超級大腦”。更重要的是，地球上的所有細菌菌落都相互連接成一個被稱為“細菌圈”的全球細菌超系統。過去的 30 億年里，這個遺傳信息的“萬維網”一直在調節地球上有機元素的流動，它們運用的方式遠超出人類的能力范圍。例如，它們循環碳、氮和硫等重要的營養素。

即使在今天，細菌仍然是地球上最重要的生物。把細菌帶離生物圈，生態系統將會逐漸崩潰。因此，細菌可能比我們更適合宇宙旅行和交流。最近的一項研究發現，陸地細菌可以在太空中存活至少三年甚至更長時間。除此之外，細菌可以以休眠狀態存在數百萬年，很明顯微生物由很強的適應能力。

事實上，各種版本的胚種廣布假說都支持這一觀點。它們認為，微生物生命存在，并在整個宇宙中傳播。最近研究得出的數學模型推算得出，微生物不僅可能在我們的太陽系中旅行，甚至還可能漫步在整個銀河系種，從而支持了這一點。

微生物探索地外文明

微生物探索地外文明計劃如何發揮作用？我們相信細菌圈可能會復制人類探索地外文明計劃的已知所有步驟。人類探索地外文明的第一步是讀取宇宙尺度信息的能力。例如，使用射電望遠鏡，我們可以分析遙遠的宜居行星。第二步是發展技術和知識，評估宜居行星是否存在生命。第三步是向外星智慧生物宣傳我們在地球上的存在，并在他們對初始信??號做出反應后嘗試與他們聯系。

我們的微生物探索地外文明計劃版本如下圖所示。微生物讀取宇宙尺度信息的能力有限。例如，藍藻可以通過接收可見光的方式，讀取來自太陽的電磁光譜部分（步驟一）。這種生物現象稱為向光性，例如，當植物轉向或遠離太陽或其他光源時會發生這種現象。

微生物探索地外文明

（圖源：microbial seti）

第二步對于地球上生命的發展至關重要。藍藻以光合作用的形式開發了一種生物技術，將水、陽光和二氧化碳轉化為氧氣和營養物質。在漫長的進化過程中，這顆死去的星球變成了一個活的星球，或形成了細菌圈。微生物生命隨后變得更加復雜，在過去的 6 億年中創造了植物和動物。然而，細菌仍然是地球上最主要的生命形式。光合作用作為一種細菌技術，一直為地球上的生命提供生命活動的“燃料”。

第三步是關于化學性質相似的微生物之間的吸引力和交流。如果外星微生物與地球上的微生物有相同的基于碳的化學物質和新陳代謝方式，包括 DNA、蛋白質和其他生物分子，它們應該能夠無縫地融入地球的細菌圈。相反的過程也是可能發生的。來自地球的微生物可以通過小行星進入太空，并在宇宙的其他地方播種生命。或者，作為未來的太空旅行者，人類可以憑借人類微生物組充當微生物載體。

為了理解微生物探索地外文明，我們需要了解進化意義上的智慧生命概念。這將使我們能夠更好地評估細菌智慧生命及其在人類和微生物探索地外文明環境中的作用。一些生物學家認為，人類只是包括微生物和植物在內的宏大自然智慧生命體光譜中的一小段。

我們還需要重新評估技術特征作為智能文明的標志。根據物理學家弗里曼·戴森的說法，技術先進的文明一定有巨大的能源需求。這些需求可以通過在行星周圍建造被稱為“戴森球”的巨型宇宙結構來實現，它們可以從主星捕獲能量。因此，通過觀察恒星發出的光是否被阻擋來尋找這樣的結構體可能是一種尋找它們的方法。

但是，如果類人文明確實很少見，那么尋找這樣的結構體是沒有意義的。相反，尋找生命特征作為宜居行星上微生物的跡象可能更合適。

繼續尋找地外生命的方法可能是在行星大氣中尋找象征生命的氣體，例如氧氣、甲烷、磷化氫，這些都是由微生物產出的。在金星大氣中發現磷化氫是一個有希望的線索，但現在看起來仍然值得懷疑，因為一項新的研究表明，發現的信號可能是二氧化硫而不是磷化氫。然而我們別無選擇，只能繼續努力。幸運的是，詹姆斯·韋布太空望遠鏡應該能夠在發射時掃描圍繞太陽系以外的行星的大氣層。

BY: Predrag Slijepcevic, Nalin Chandra Wickramasinghe

FY: Ludwig_XU

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標簽： 地外文明 是否存在 光合作用