环球热资讯！紫硫细菌——第一个被发现的外星生物？

2022-11-05 07:09:42 来源：科普中国

细菌——时间长河里的绝对霸主

(资料图片仅供参考)

在一集名为“Super Germs”的国家地理节目中，来自澳洲的资深研究员格瑞为孩子们奉上了一堂精彩的地质生物课。她以鼻尖作为地球形成的起点（距今大约46亿年前），手指随后沿肩膀向右划去。当到达肩关节处时，她说：“这个时间点（30多亿年前）出现了最早的生命体，细菌”。

之后，手指沿手臂继续向指尖划动。到达手腕时，她说：“在臂长比例的漫长年代中，地球上一直都还是只有微生物存在。但是，到了现在的这个节点，地球上出现了植物和鱼类。”手指到第一和第二指关节之间时，她微笑着向学生们介绍：“现在是恐龙登场的时间了。”

最后，她又举了一个妙到毫巅的例子——“我们人类在哪里呢？就在我们的指尖，如果给你们一把指甲锉，轻轻一锉人类就没了。”

细菌先辈——紫色细菌

既然地球上最早的生命体是细菌，那么又是其中的哪一种呢？目前，科学家们认为在当时（30多亿年前）主要的生物应该是一类紫色细菌（Purple bacterium）。这类细菌有着特殊的光谱特性，在原始海洋中和陆地上均有分布。

紫色细菌（Purple bacterium）

紫色细菌实际上主要是一类可以进行光合作用的厌氧性细菌，细胞内含有类胡萝卜素，以及菌绿素a和b等色素，会显示红、紫、黄、褐等色彩。它们体内的光合作用大多在细胞膜上发生。当反应中心开始光合作用时，细胞膜便会内陷，呈管装、囊状，亦或是平叠层状。

紫色细菌不生成氧气，这一点同其他含菌绿素细菌是一样的。紫色细菌形态各异，大小不一，最为典型的代表就是可利用硫代硫酸盐和硫化氢进行生长的紫色硫细菌。

除了上述种类之外，还有一些略显另类的特殊紫色细菌。其中，紫色无硫细菌就是它们的代表。它们在好氧阴暗的有机营养环境下也能存活，主要利用的有机物为脂肪酸和乳酸，同一般的异养细菌相类似。

紫色无硫细菌(Purple non sulfur bacteria)

有趣的是，虽然上述这些细菌都有紫色细菌的统称，但是微生物学家发现它们并不是同源的，而是有各自的种属类群，亲缘关系不一。

用紫色细菌探索太空

属于自己星球的这些事情有了眉目后，人们利用已知的这些信息能够做些什么吗？答案是肯定的，并早已有科学家付诸实践。他们通过分析和模拟紫色细菌在地球上的分布状况，构建起了以大数据作支撑的光谱分析模型，并用于太阳系外的生命搜寻。简单来说，如果今后人们在观测太空时发现了某颗行星具备相近的光谱特征，那么就有说明其上面可能存在类似地球微生物的生命体。

从目前的搜寻结果来看，地球仍然是唯一的生命星球。然而，宇宙是那样的浩瀚，光是银河系中的类地行星就不胜枚举，更不用说银河系也仅仅只是众多星系中的一员。搜寻难度和挑战是明摆着的，但是第二颗地球或迟或早终将被发现。在这一前提下，生命是否存在，以及若是存在，处于哪一进化阶段便成为了引人入胜的科学问题。

令人振奋的是，地处加那利群岛的天体物理研究院的一组科学家，已通过多次的推演和系外生命搜寻，发现了一颗类地行星。这颗行星所在天体系统中也有一颗类似太阳的恒星，而它的位置恰好处于恒星周围的生命适宜存活区域，这颗行星是有可能诞生出生命的！鉴于所利用的光谱模型是基于紫色细菌分布模拟构建的，所以人们发现的第一个外星生物极有可能是紫色的微生物。

类似的“颜色生命发现论”还在科学界持续发酵着，不断有其他学科的研究人员加入其中。例如，早在2011年就有科学家通过模拟绿色植物反射光谱，构建起了相应的分析模型，并用于搜寻生命行星。依葫芦画瓢，他们就认为第一个被发现的外星生物应该是能够进行光合作用的绿色植物。

科学的进步总是始于一个个的假说和猜想，它们承载着人类的智慧和伟大，更是文明不断延伸着的印迹和标识。放飞思想，收获的将是整个蓝天。

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关键词：紫色细菌外星生物光合作用