恒星中心可以孕育生命科学家:你不知道生物可以有多极端?地球上最坚强的鱼,是如何在沙漠中顽强生存下去的

2024-08-12 22:40:17 :20

恒星中心可以孕育生命科学家:你不知道生物可以有多极端?地球上最坚强的鱼,是如何在沙漠中顽强生存下去的

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恒星中心可以孕育生命科学家:你不知道生物可以有多极端

多年以来,科学家们始终在思考一个问题:生命出现的基础到底是什么?

在观测系外行星或者 探索 太阳系其他天体的时候,科学家都会关注它们的平均温度、大气层、液态水资源、磁场等因素,认为这些都是孕育生命必不可少的因素。比如在太阳系,火星就是最有可能适合生命存在的天体之一,它的表面温度和地球类似,这是重要的基础。而关于液态水、大气层等问题,科学家们也在思考如何解决。

不过,几个月前也有科学家认为,即便很像地球,火星也仍然不适合生命居住,其表面的环境甚至连地球上生命力惊人的极端生物都无法生存。这样的研究令人失望,难道生命对于环境的要求竟然如此之高,连火星都无法满足?

最近,纽约市立大学的科学家们指出:我们可能对于极端生物有什么误解。宇宙中不但有生命力远超过地球生物的极端生命,它们甚至可以生存在极其恐怖的环境下,比如恒星的内部。

Luis Anchordoqui和Eugene Chudnovsky是纽约市立大学的物理学家,他们在分析后认为,至少从理论上看,宇宙中的确有可能出现一种超乎我们想象的超级极端生物,它们可以在恒星的内部孕育、演化、生存。

即使仅仅在假设中,这样的想法似乎也过于大胆。那么,他们到底根据什么提出了这个理论呢?原来,两位科学家是在重新审视了生命的定义之后,才提出这个想法的。

实际上,到底什么是生命,目前科学家也没有给出一个绝对的定义。通常我们认为能够随着环境的改变而调整状态、能够繁衍后代,但是仔细想想,文化这种看不见、摸不着的东西,不也符合这个定义吗?文化在不同的 社会 可以体现出不同的方面,也可以孕育新的文化。因此,在没有得到一个准确的生命定义的时候,我们还真的很难说清宇宙中可能出现什么样的生物。

Anchordoqui和Chudnovsky认为,如果仅仅从复制自身信息传递到下一代的角度来看,那么恒星的中心还真的可能出现生命。他们提出的“生命”的载体,是两种仍然停留在理论阶段的物质—— 宇宙弦和单极子 ,二者可以组成一种“ 宇宙项链 ”的结构,并且像地球生物的DNA和RNA一样实现复制和“繁衍”。从这个角度说,它们的确表现出了生命的一部分特征。

宇宙弦和单极子都是理论上形成于宇宙早期的微观结构,那个时候,刚刚经历大爆炸的宇宙从极高温逐渐冷却,充斥着宇宙的由夸克和胶子组成的粒子汤发生了对称性破缺,开始凝聚成质子中子等微观粒子,从而构成了今天我们看到的世界。在那个时候,宇宙中还有宇宙弦和单极子的“表演”。

所谓的宇宙弦,也就是目前最前沿的弦理论所提出的物质最基础结构,所有的粒子都是宇宙弦的不同振动模式形成的,进而构成了一切物质。但是,目前弦理论仍然停留在理论上,人类的 科技 还不足以验证这个猜想。

同样的,单极子也是理论上的物质,和我们见到的磁铁或者其他磁性物质有南北两个磁极不同,它只有一个磁极,非常神奇。尽管科学家们多次报告说发现了磁单极子的证据,但是目前学术界还没有完全承认它的存在。

就是这样两种理论上的微观结构,被认为是一种新形式生命的基础。

1988的时候,Chudnovsky就和他的同事提出:宇宙弦可能会被恒星捕获,并且在恒星内部的湍流中被拉扯,形成一个网状结构。

如今的这项研究正是以此为基础而提出的。他们认为,在一系列对称性破缺的相变中,就会有他们提及的“宇宙项链”产生。首先,会有单极子的出现,然后宇宙弦加入其中。接下来,两个宇宙弦和一个单极子会像分子之间的化学键一样结合在一起,形成一维、二维或者三维结构。

其中,一维的宇宙项链不会携带信息,但是更高维度的就可以了。它们不仅可以存活足够长的时间来复制信息,并且通过恒星内部的核聚变来获得能量——这可以被看作是进食的过程。

他们指出:“跟恒星的寿命相比,这些宇宙项链几乎就是黑暗中转瞬即逝的火花。但重要的是,这些‘火花’可以成功地在自己消失前生产出更多‘火花’,于是为它们这个‘物种’提供足够长的生存时间。随着遗传代数的增加,它们还可以通过突变和自然筛选而完成复杂性的进化。因此,如果这种自我复制的核能物种寿命像其他很多不稳定的核物质一样短,那么就可以迅速地向极高的复杂形式进化。”

Chudnovsky甚至认为,如果这种生物真的能够以这样的速度进化,甚至可能发展出智慧生命来,而且智能程度相当之高。

即便他们说得头头是道,但没有人能够想象出这种生物会以怎样的形态存在。但是,他们认为,我们仍然有可能通过其他方式来证明这些生物的存在。我们提到过,这种生物如果确实存在,那么它们生存的能量来源就是恒星的核聚变,这会导致宿主恒星温度的冷却速度会比科学家建立的恒星模型要更快一些。

值得注意的是,科学家们还真的在宇宙中发现了一些这样的恒星,并且一直没有给出合理的解释。另外,一颗名为EPIC 249706694的恒星也可能是这样的候选者,它的亮度经常发生不稳定的变化,目前也没有得到合理的解释。

另外有一个问题:如果它们出生就是依靠核聚变这样强大的能量和恒星内部如此恐怖的引力和温度环境,那么这种生物离开恒星还能生存吗?

对此,Chudnovsky保持着积极的看法,他认为如果这种生物真的有推测中的快速进化能力,那么它们的 科技 恐怕会相当先进,足够让它们在宇宙中穿梭,并且留下蛛丝马迹让我们去寻找。

不得不说,Chudnovsky的想法的确非常大胆,但是也确实超出了大部分人的想象。宇宙之大,没有什么是不可能发生的,也许我们最终会推翻这个理论。但是在找到足够证据之前,我们也无法反驳这种生物存在的可能。

地球上最坚强的鱼,是如何在沙漠中顽强生存下去的

我认为生命存在形式不可以以人类的理论来衡量和定性,沙漠鱼是一种特殊的生命形式。比如,在密封的白酒中生长的人参。在冰天雪地开放的雪莲。在海底热泉附近存活的生物等。均属极端生命形式。这种鱼就叫沙漠鱼,肯定和沙漠有关啊!不知道你们听说过这句话没:适者生存,不适者灭亡。沙漠中有这种生物肯定是能在沙漠中生存,肯定有它和平常鱼不一样的条件,不同的技能,要不然怎么会在沙漠中被人发现。还有这种问题就像问:人为什么要吃饭一样!

适者生存,在达尔文的进化论中就可以找到答案,沙漠鱼能在极端环境中生存,是因为其身体通过进化后适应了沙漠这种环境生存了下来,其实在大自然中,只要好好想想,就会发现很多很神奇的东西,包括一些习以为常的东西,比如烫鼠,它生活在80度的水中,其它生命在这种环境呆一会就熟了,更不要说在那里生存了,深海中的各种鱼类,其生存环境一般人想象不到。

我可以说一件事情,当今下潜最深的潜水艇最深也只能下潜600米,再深下去水压就会把潜水艇压碎了,深水中的水压是很大的,人下潜深度最多是几十米,更深下去就会被水压压没命了,但是在几千数深度的海洋下照样生存着大量的海洋生物,这些生物在这种高水压的环境下没有一点点不适应感。

深海中的火山口还有海洋生物生存,水的沸点是随着压力增大而升高的,这些地方的海水温度远超100度,而且水压力很大,在这种环境下还有细菌存活,美国有一种火蚁,用火烧都没死,很头痛,但从生命的角度讲,这是不是一种奇迹呢?生命有很多奥妙,科学对这些奥妙还有太多的末知,正因为这样,才促使科学去探索这些奥妙

极端生命形式和生命起源

近年来所发现的上述极端生命,它们的生命形式是由黑烟囱的极端环境所塑造的,而这种极端环境,在原始海洋里早就存在。因此,最初的生命也应当在原始海洋里早就存在。

5.3.1 原始海洋的环境

要了解原始海洋的环境,首先要知道地球形成之初的环境。那么地球之初的环境是什么样子呢?这要从“大爆炸”假说说起。“大爆炸”假说认为,大约50亿年前,宇宙中有一个超新星,它燃烧耗尽了核燃料,在自身引力的作用下,开始快速收缩,变成了一个超高密度的星体一—个只有火柴盒大小却拥有2.5亿吨质量的星体。当温度高达1000亿摄氏度后,这个星体发生了大爆炸。爆炸后,无数大大小小的炙热碎块和灰尘,伴随着热浪、超强度的冲击波,撞向其四周的星系和星云,扰乱了星体的正常运行,产生了相互碰撞,发生了连锁大爆炸。大爆炸的冲击波产生了强大的力量,使距离爆炸中心较近的碎块、星体和星云聚集、收缩和升温,逐渐形成了炙热的新星体,其中一个最大、温度最高的星体直径达到139.2万千米以上,这就是原始的太阳。同时形成了以太阳为中心、八大行星为主的太阳系。2007年5月8日,美国国家航天局发布迄今为止能量最大、亮度最高的超新星大爆炸的录像:大爆炸前该超新星的体积比太阳大150倍,爆炸时发出光线的亮度超过500亿颗太阳发出光线的亮度,这个超新星离地球2.4亿光年,它爆炸持续的时间长达200天。这一录像使“大爆炸”从假说变成了现实。

超新星大爆炸

大爆炸后,地球表层在急骤冷却的过程中,分逸出超量的水蒸气,水蒸气冷凝后变成了雨,原始雨以难以想象的规模倾泻到地球表面,汇集成原始的海洋。但是,地球的内部仍然处于高温熔融状态,这些高温熔融的物质,沿着表层裂缝向外四散喷射,无论是在原始的“大陆”,还是在原始的“大洋”,到处都是火山群,那时的洋底比今天的大洋中脊,不知道要“热闹”和“壮观”多少倍!所以,原始海洋的环境,一定比今天黑烟囱的环境要极端得多。但是,随着时间的推移,它们也就渐行渐近。

5.3.2 生命起源

生活在黑烟囱环境里的极端生命形式,具有下述特性:①它们均属原核细胞。②它们的基因非常原始,其基因测序表明接近于地球最古老的生命形式,处于生物系统发生的源头位置,代表所有生物的共同祖先。③它们的生命形式可能是生命起源的一种最初形式。

依据上面介绍的材料,我们有充分的科学依据推测原始生命起源于古细菌。但是,细菌也是生命吗?生命到底是什么?

生命是一种过程,一种能不能将无机能转化为有机能(生物能)的过程,一种能不断地将低级生物能转化为高级生物能的过程,同时也是一种能通过其DNA代代繁衍的过程。所以,细菌当然是生命。

现在的研究已经证实,生命不但可以将大阳能转化为生物能,它们还可以将非太阳能(化学能、放射性能等),转化为生物能。如2009年1月底,在讨论火星上有没有生命时,印第安纳大学的专家莉萨·普拉特说:他参加的科研组在南非一个金矿地表下3200米处,发现了一种微生物,也完全不靠太阳能生存,它的能量来自附近岩石放射性衰变所产生的能量。这也是一个很极端的例子。因此,最初的生命形式应当到最极端的环境里去寻找,到原始海洋里去寻找。

四川女子轻生坠亡险砸路人,选择这种极端的方式结束生命的理由是什么

四川女子轻生坠亡险砸路人,选择这种极端的方式结束生命的旅游官方并没有给到一个准确的回复,但是这个57岁的女子是留下了一封遗书,也许在这封遗书当中表明了,自己因为什么原因才选择了用这种方式离开人世,也许是有生活当中的难处和过不去的坎儿,也许是遭遇到某件事情一时想不开。

其实现在有很多人会选择用一种比较极端的方式结束自己的生命,比较常见的就是跳楼,相信大家也会经常听到一些某某某小区有人跳楼,但是因为这些人没有办法想开,所以会选择用这样的方式来结束自己的生命。从心理感受上来分析的话,这些人会觉得自己的世界本应该不是这样的,自己的生活应该是美好而幸福的,所以会有一种极大的落差感,就会选择用跳楼的方式来解脱自己。很多人选择用极端方式结束自己生命,也是因为现在的社会发展非常的快,很多人没有办法满足自身欲望的时候就会让自己想不开,可能会觉得十分痛苦与折磨。

很多选择用极端方式自杀的人都是很脆弱的,他们选择发泄的方式都是来伤害自己,而这个女子选择跳楼,可能也是因为没有办法去接受某种现实才做出了结,一味的去责怪自己,然后对内发现这种情绪是长期累积下来的,看似表面平静,但是在某一瞬间就会爆发。如果发现身边有情绪不好以及食欲不振的情况时,一定要多一些关注和陪伴,即使不能够去帮助对方解决,这种方式也会给到对方一些安慰,也许就能够让一切的情况得到改变。

最后在这个女子跳楼之后,网络上也出现了非常多的争议,有一些人的评论也确实是非常可恶的,小编也希望大家能够注意自己在网络上发表的每一句话,请善待别人。

很多年轻人选择跳楼、喝药自杀,他们为什么会如此极端的结束自己的生命呢

每每看到新闻报道有人跳楼、有人跳河、有人喝药自杀都不免感到惋惜,而且还大部分都是年轻人。

那么,正值青春年华的他们为什么会选择如此极端的结束自己的生命,可能有如下几种原因。

1、对生活失去了希望。现在的社会节奏快、压力大,大多数年轻人都独自一人在外打拼,本以为努力就可以成就自己的梦想,没想到却发现是事与愿违。长期积累的挫败感以及对生活失去了所有的希望估计是其放弃生命的最主要原因。

2、情感上的伤害。现在的年轻人因为工作等原因,在本应该成家立业的时候仍是单身,因此可能情感方面上出现了某些问题。而有些人却深陷爱情的困扰之中也无法自拔,当然也有可能是家庭亲情方面上的情感伤害。人之所以区别于动物是人具有丰富的情感生活,有些人没有钱或许仍可以活得很好,但是如果没有感情估计活得生不如死。对于那些重情重义的人,情感上的伤害对他们来说也是致命的一击。

3、自身心理疾病。近几年来,心理问题一直备受大家的关注,年轻人也常常被心理问题所困扰,每个人身上都或多或少存在着一些心理问题,大部分人可以自行治愈,而有些人的心理问题比较严重,自己不能自行缓解,如果不能及早意识并寻求相关治疗,极有可能导致抑郁或轻生的念头。

不过,生命可贵,如此年轻的生命就这样结束了,确实让人觉得很痛惜。其实,生活不仅有物质上的不如意,还有精神上的不如意,需要不断地去战胜和克服,才能一直勇往直前。所以,年轻人如果你正处于不如意,一定要放平心态,没有什么是不可以解决的,千万别把自己的生命开玩笑。

极端条件下的生命形式——以深海黑烟囱生物群为例

5.2.1 极端条件下会有生命吗

传统的观点认为生命是娇嫩的,它们经受不住“烈火的冶炼”,所以它们应该在风和日丽的条件下生存,应该在阳光明媚、常温、常压、有氧和无毒的条件下诞生繁衍。但是,20世纪70年代的发现,完全颠覆了这个传统的观点。这个颠覆要从1977年10月轰动全世界的阿尔文(Alvin)号深海考察说起。

1977年10月,以美国Bischoff博士为首,由美国、法国、墨西哥等国的地质学家和生物学家组成的科学考察组,乘坐世界上第一个最先进的深潜器阿尔文号,潜入东太平洋大洋中脊的加拉帕戈斯(Galapagos)大洋裂谷水下2500~2700米深处进行考察,意外地发现了神奇的黑烟囱生物群——一种在1977年10月前,全世界的科学家都从未见过的、生活在极端环境下的生物群。这个发现震惊了全球所有的人群,它使生命起源的学说发生了180°的改变,这个改变是地质学和生物学碰撞的结果。

世界上第一个最先进的深潜器——美国的阿尔文号

5.2.1.1 大洋裂谷考察序幕

大洋裂谷——地幔物质上涌的地方,过去只存在理论书中。它是什么样子,谁也没有见过,它是全球地质学家梦幻般的“圣地”,谁都想去“朝拜”。能否前去看看,这是地质学家们百年来的梦想。其实,更想去看看的是生物学家,他们对大洋深处万米深渊中有没有生物已经争论了好几百年,也没定论,都想揭开谜底。生物学家认为,生命起源的谜底能否揭开,就看深海这个“黑匣子”能否打开了。可是,在大洋深处的万米深渊压力太大,有大约1100个大气压,任何潜水衣都会被压得粉碎。

时间进入了1952年,比利时布鲁塞尔自由大学教授皮卡德父子建造了当时世界上最先进的深潜器——得里雅斯特号深潜器,深海考察才露出了曙光。比利时人揭开了大洋裂谷考察序幕,开拓了一段惊心动魄、扣人心弦的大洋深渊考察历史。

1952年比利时得里雅斯特号深潜器刚一露头,就被敏锐的美国海军意识到了利用价值。他们于1958年用最高的价格,对得里雅斯特号深潜器和皮卡德父子进行了战略收买,并于当年建成了新型的得里雅斯特号深潜器。这个新的深潜器,排水量达15吨,能下潜5500米,1959年增潜到7315米。1960年1月,美国海军实施马里亚纳海沟的“挑战者深潜”计划——“浮游生物计划”。1960年1月23日上午8点15分,比利时的小皮卡德和美国海军上尉唐·沃尔什关上了9吨重的舱门,乘坐直径2米、壁厚127毫米、能承受1500个大气压的深潜器向马里亚纳海沟进发,12点6分到达马里亚纳海沟底部。这里水深11023米,压力1100个大气压,水温3.33摄氏度(比6000米处高一点),漆黑,流速为零。但是他们在这里发现了一条长30厘米、美丽绝伦的大红虾和一条长30厘米、宽15厘米的扁平状鱼。当时,小皮卡德博士和唐·沃尔什上尉的眼睛都要瞪出来了。消息披露后,许多生物学家都迫不及待地想到大洋深渊去看看。

1960~1977年,美国人将得里雅斯特深潜器发展成极为先进的阿尔文号深潜器。1977年10月,阿尔文号深潜至东太平洋大洋中脊的加拉帕戈斯大洋裂谷,发现了人们做梦也没见过的黑烟囱生物群。全面而又深入的大洋裂谷考察,开始了。

5.2.1.2 黑烟囱生物群

工厂的黑烟囱我们都见过。可是,你会相信万米深渊的大洋裂谷里会有黑烟囱吗?

(1)深海黑烟囱。1977年10月,当阿尔文号潜至加拉帕戈斯大洋裂谷时,考察人员都使劲地晃了晃脑袋,又使劲地眨了眨眼睛,想确定一下眼前所见的景象是幻影,还是现实。那里浓烟滚滚,烟囱林立。难道它们是建在大洋底下的“绝密军工厂”吗?——这就是,在此之前没有任何一个人能想象出来的、令人难以置信的、大洋裂谷里的黑烟囱。

大洋底黑烟囱

(2)黑烟囱如何形成。大洋底部的海水,通过洋底裂缝渗入地球深部,被加热并溶解其周围的物质,形成了含有丰富硫化氢、二氧化碳、甲烷等气体,金属硫化物和金、银、铂等“浓汤”的热液。然后,它们再从大洋裂谷中喷出。当这些高温的“浓汤”从洋底裂缝喷出遇上寒冷的海水时,便形成了浓浓的黑烟。黑烟中的金属硫化物和金、银、铂等溶液,因温度降低而凝结并堆积在喷气口周围,生成了黑烟囱的囱管,囱管越长越高,就形成了耸立在大洋深渊中浓烟滚滚的黑烟囱群。黑烟囱高约几米至几十米,一般2~5米;直径约几十厘米至几米,一般2~3米;寿命一般为20~30年。

深海黑烟囱

黑烟囱形成示意图

5.2.1.3 黑烟囱生物群中的明星——火把虫

当乘坐阿尔文号的科学家们靠近黑烟囱时,更加奇特的情景出现了:只见黑烟囱旁边插满了“火把”。待到贴近一看,原来是一种长得很像火把的生物,一种人们从未见过的生物,人们就亲切地称它们为火把虫。后来经过生物学家详细的室内研究,被命名为裂谷厚绒毛虫(Riftia pachypilat),属于环节动物门多毛纲的一种管状蠕虫。火把虫虽属蠕虫类,但却与所有的家族成员都不相同。它是个“丑小鸭”,是个异类,特别地怪——没有嘴,没有肠道,也没有肛门。火把虫的体长一般为1.5米(最长3米),管径一般37毫米左右。它分头部、颈部和栖管3部分。头部露在栖管外面,呈红色,其羽状物具呼吸功能;颈部像个围脖,把火把虫固定在栖管上;栖管为几丁质,白色,其“根”部固定在黑烟囱上。火把虫的生物量可高达176个/米。

火把虫

5.2.1.4 黑烟囱的环境——火把虫的生存环境

如花般的火把虫,在黑烟囱边上长得如此茂密,如花丛一般,难道那里是海底“天堂”?让我们来仔细研究一下黑烟囱的环境。

热液刚从黑烟囱冒出来时的温度高达350~400摄氏度,管口水溶液的pH值为3~4(有时可达2.8,甚至1);热液中含有高浓度的有毒气体(19.5毫摩尔/升),如硫化氢、二氧化碳、甲烷等气体;含高毒性的金属硫化物溶液,如硫化铜、硫化铅、硫化锌、硫化铁、硫化钴、硫化镍等;同时还含有金属溶液如金、银、铂等溶液。水层中的压力高达250~270个大气压,含氧量接近于零,光照为零。所以,黑烟囱的环境对生命来说,是一种不可想象的高温、高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光的极端环境。传统的观点认为,在这种环境里是绝对不可能有生物的。那么,火把虫是何方“神圣”?能在如此极端的环境下生存呢?

5.2.1.5 火把虫奇特的生命形式

火把虫栖管中的温度可达80摄氏度以上。栖管内部是它的躯干,躯干里是Trophosome(营养体的器官和一套闭循环系统)。Trophosome内共生有几十亿个细菌,每毫升可达百万个,细菌的质量可占其体重的60%。它们是嗜热、嗜硫化氢的化学自养细菌(Chemosynthesis),栖管内的温度正好是它的最佳生长和繁殖温度。化学自养细菌利用黑烟囱的热能和氧气将H2S氧化,从而释放出化学能,然后利用这些化学能,将CO2和H2转化成有机碳,直接供给火把虫当营养物质,其化学式如下:H2S+CO2+O2+H2O→CH2O(有机碳)+S。但是,这里仍然还有许多问题使我们困惑。

问题一:居住在Trophosome内几十亿个细菌所需的H2S、O2、CO2是如何进入Trophosome内的呢?原来,火把虫有一个由脉管结构及一个类似心脏结构组成的闭循环系统,其内流动着含有血红素的体腔液,它可以吸收和携带H2S、O2、CO2,这些气体被头部摆动的羽状物源源不断地随水流进入羽状物,并被羽状物中的毛细血管床吸收,进入体腔液(“血液”),然后输送到营养体,供居住在Trophosome内几十亿个细菌“食用”。

问题二:进入火把虫体内的H2S不会毒死火把虫吗?不会。因为火把虫有一套独特的解毒机制。当含有H2S的“血液”流经可能被H2S伤害的组织时,“血液”的水分子会迅速和紧紧地将血红素圈闭起来,使H2S与组织细胞不能“亲密接触”而免受其害。

问题三:在制造有机碳过程中所产生的游离S也不会伤害火把虫吗?也不会。因为火把虫体内有一种能与游离S结合的特殊蛋白质,体壁内还有一种特殊的酶系统,可以氧化细胞内的游离S。所以,它对游离S具有解毒作用。

问题四:黑烟囱的寿命很短,“皮之不存、毛将焉附”?火把虫如何传宗接代?火把虫生殖传播方式是向水中释放大量的精子和卵子,受精卵发育成担轮幼虫后随洋流漂散,遇到新生的黑烟囱后就会定居下来。火把虫具有选择特征:生长快、性成熟也快,在新的黑烟囱“安顿”好后,很快又繁衍起来。这就是火把虫在如此极端环境下的生命形式。

5.2.2 极端生命形式

5.2.2.1 奇特的极端生命形式

在黑烟囱的极度的六高(高温、高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光)环境因素里,后面的五高(高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光)对许多黑烟囱生物来说相差不大。这里最引人注目的是它们所生活的温度差别,它们一个比一个极端。

火把虫细菌(吃硫化氢的化学自养细菌)80摄氏度左右的温度是其最佳的生长和繁殖温度,而Pyrococcus horikoshii为98摄氏度;Aeropyrum pernix为100摄氏度,在100摄氏度左右的还有Methanopyrsu kandleri与Pyrococcus abyssi。而发现在大西洋中脊北纬26°、西经45°且水深3650米的Pyrolobus fumarii,其生存的最适温度高达106摄氏度,其存活温度竟高至113摄氏度,更令人惊奇的是低于90摄氏度它却活不了。113摄氏度太极端了吧!不,还有更极端的呢!

Methanopyrus kandleri

2003年8月,美国科学家在太平洋中脊的黑烟囱,水深2400多米处发现了一种细菌,其最佳的生存温度竟高达121摄氏度,这个温度高得令人难以相信,最后被命名为121菌株。为什么细菌能在这么极端的环境下生存?它们具有“特异功能”吗?

5.2.2.2 极端生命的耐热机制

(1)因为它们具有特别的细胞膜结构。它们的细胞膜会随着温度升高,其双层类脂就会进行结构重排,如进行共价交联,形成植烷甘油二醚和双植烷甘油四醚,使细胞膜成为两面都是亲水基的单层脂,使双层膜在高温下不会变性分开,保持了完整的疏水内层结构。

(2)因为它们具有特别的细胞膜成分。低熔点的不饱和脂肪酸含量很低,而高熔点的长链饱和脂肪酸和分支链脂肪酸及甘油醚化合物含量很高,其糖脂含量也高,这就使得细胞膜形成更多的疏水键,这些疏水键如同细胞膜表面的“隔火墙”,使得高温水不能和细胞膜进行“亲密接触”,使细胞膜在高温条件下不会被破坏,仍然保持活性。

(3)因为它们具有高热稳定性型的蛋白质。其氨基酸形成更多的肽键,具有紧密折叠的疏水核心,含有保守型的氨基酸,使其氨基酸更加稳定;含有磷酸二基醇酯、磷酸二甘油酯、甘露糖基甘油酸等成分,使其蛋白质更加稳定,以对抗被高温降解并保持活性。

(4)因为它们具有多元的蛋白质表达形式。低于最适生长温度为一种带型;最适生长温度和高于最适生长温度则为另一种带型,这对其能耐高温起到非常大的作用。

(5)因为它们具有多样性的蛋白质。具有与能量代谢相关的蛋白质、与甲基化相关的蛋白质、与染色体稳定性相关的蛋白质、热稳定蛋白、重组蛋白、热击蛋白等。这些对其能耐高温起着决定性的作用。

(6)因为它们含有嗜热酶。其嗜热酶的最佳生长和繁殖温度为60~120摄氏度(有的在高达140摄氏度时乃能存活1小时)。嗜热酶的离子结合点位的金属离子可能起到二硫键似的桥链作用,增加了嗜热酶的耐高温性能。如有一种含钨离子的酶对其能耐高温起非常大的作用。

(7)因为它们具有耐高温的DNA。它们DNA的结构类型为A型的DNA-RNA杂合分子。A型的DNA其相邻的碱基重叠偏差大,利于较多氢键连接,使它的DNA更加稳定。其DNA排序的超螺旋结构,也使它的DNA更为稳定。

(8)因为它们具有很强的DNA修复机制。如它们具有“基因上下文分析机制”,含有“多拷贝的染色体机制”,能迅速发现被损伤的DNA并立即对其修复。它还具有光复活修复、暗修复、RecA-RAD51修复、尿嘧啶N糖基化酶修复、06-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶修复等。

人类的DNA图谱

双螺旋结构DNA示意图

上述极端生命的耐热机制,使它们具有神奇的耐高温能力,对探索生命起源的形式,开拓了全新的思路。

5.2.2.3 极端生命形式的发现意义

这些极端生命形式的发现意味着什么?

传统的观点认为,万物生长靠太阳,也就是说太阳能是一切生物能的源头,即低级生物通过光合作用,把太阳能(无机能)变成生物能(有机能),然后通过食物链传递给高等生物。所以,太阳能是一切生物能的源头。因此,最初的生命形式也只能是最低等的植物,如最原始的藻类。这一传统的理论,道之有理、说之有据,家喻户晓、人人相信,是很多年以来固若金汤的理论。但是,黑烟囱生物群和极端生命形式的发现,对这个理论提出了挑战。我们这个世界上有些生物就是不靠太阳能,它们靠“吃”别的能量,如吃硫化氢的化学自养细菌来生存。它们在黑烟囱生物群里,是食物链最初始的环节——源头节。

所以,深海黑烟囱极端环境生物群的发现具有巨大的理论意义。它突破了万物生长靠太阳的“金科玉律”;了解了生物生长、发育、繁殖的环境条件(物理条件和化学条件)的极限值;突破了对生命起源进行思维的“框架”;实现了对生命起源研究的新飞跃。把生命出现的理论时间向前推移到46亿年前,也就是地球诞生之初的年龄,比现今地球上发现的最早的生命记录早了14亿年。

世人对生死的两个极端

人类对死亡,有各种各样的解释:有些人认为,人死了以后,就一切都结束了,最终归于尘土;有些人认为,人死了以后,会变成鬼;另外一些人认为,人死了以后,要么就是上天堂,要么就是下地狱……但所有这些观点,都没有说清生命的真相,也无助于解决生死问题。

基于这些错误的生死观,世人也很容易走到两个极端:

第一个极端是害怕死亡,在死亡面前彻底绝望,却不做任何准备,只是无可奈何、不知所措地听天由命,坐以待毙。又非常恐惧,听到这两个字都不开心,不想听、不想谈,一直在逃避。

西方很多科学家年轻的时候并没有信仰,甚至比较排斥宗教,但年纪大了以后,却慢慢向宗教靠拢,甚至变成虔诚的宗教徒。这都是因为人越老,越接近死亡,就越徘徊迷茫,越希望依靠某种东西来战胜死亡的恐惧,找到一个心灵的归宿。但除了佛法以外,真正能解读死亡的宗教却寥寥无几。

认为人死了以后一切都结束了的人生观,是非常简单、表面、幼稚、消极、悲观的,根本没有深入地去解读生命,就胡乱草率地下定义,其结果必将深受其害。

大家可以想想,肉体不可能从其他地方来,这一点没有争议。但如果要否定前后世,必须要排除人的意识、神识或者灵魂来自于其他地方。我们的感官既看不见灵魂从哪里来、往哪里走,任何仪器也无法观察,又凭什么一口咬定人死了以后,灵魂和意识也从此就停止了呢?

学佛的人要实事求是、以理服人,不能人云亦云,偏听偏信。要知道,生死是人生最重要的大事情。平常我们得一个小病都很介意,面对生死的重大课题更不能差之毫厘。在没有确凿的理由可以否定,又有那么多古今中外的事例可以证明灵魂与轮回存在的情况下,恐怕还是宁可信其有不可信其无更稳妥一点吧!

另一个极端认为死了以后一切都结束了,人出生的时候,没有上一世,自己是和肉体一起诞生、一起毁灭的。肉体死亡的时候,生命也就结束了,不会再有痛苦或幸福的感受,所以会毫无忌惮地杀盗婬妄、无恶不作。

虽然没有任何把握,却掩耳盗铃、自欺欺人地不把死亡当回事,认为死亡不可怕,随心所欲、无所顾忌,不作任何准备,这都是没有理由的愚蠢之举。

要知道,这种不怕死亡,只是因为骨子里认为死亡和自己还有很远的距离,感觉不到恐惧,所以是暂时、虚假的。真正死到临头,却不可能不害怕。可惜到了那时,再呼天抢地都没有用也来不及了。这种人并不是天不怕地不怕,在面临地震、海啸等自然灾害或自己身患疾病的时候,他们都怕得要命,哭天抢地、狼狈不堪。那为什么现在不害怕死亡?只是因为不了解,所以不害怕。

常言道:「初生牛犊不怕虎。」刚刚生下的小牛犊,不会害怕老虎;不懂事的小孩,也不会害怕火焰。这都不是因为牛犊和婴儿很勇敢,而是因为无知。无知者无畏,不知道后果是什么,当然不会害怕:不害怕死亡的人的情况与此相同。

作为佛教徒,我们要避免走两个极端。如果能准确地认识死亡,对死亡的整个过程心知肚明,而且做好了充分的准备,死亡不但不可怕,而且还是一个提升的机会。

极端情绪竟会危及生命

极端情绪有生命危险?众所周知,极端的情绪会对人体造成极大的伤害。即使你是一个坚强的年轻人,当你被情绪伤害的时候,也难免会受到很大的伤害。所以大家要保持乐观的心态!根据英国的一项研究,当人们遇到一些事情,导致痛苦和失落等极端悲伤的极端情绪时,人们的免疫系统也会受到损害,削弱身体的抵抗力,从而危及人们的生命。根据科学家的说法,这种背痛的感觉主要影响人们体内的中性粒细胞,并削弱其功能。众所周知,中性粒细胞在人体内主要起到抵抗细菌感染的作用。比如人患肺炎等疾病时,通过嗜中性粒细胞杀死人体血液中的病毒来治愈。如果人有极端情绪,中性粒细胞会减弱其作用,从而大大降低人的抵抗力。当然,年轻人身体强壮,在情绪受到影响时即使免疫系统受到影响也能尽快恢复,对人体可能不会有太大影响。但是,人到了65岁以上,身体技能已经处于下降状态。如果他们突然受到时间的打击,比如亲人去世,留下自己一个人,他们很可能会大大降低个人免疫力,从而患上疾病,甚至危及生命。我见过这样的真实案例。是这样的。失去妻子的男人的死亡风险比以前高6倍,失去丈夫的女人的死亡风险会加倍。因此,当一个人丧偶或丧亲时,死亡风险在一年内达到一个高峰,与亲人生活的时间越长,就越难抑制自己的悲伤,情况肯定会变得更糟。每个人都要健康快乐!

生命状态的两个极端指的是

出生和死亡。人的生命有两个极端-出生和死亡,然而人总是乐生的。当被确诊晚期癌症后,人们不免受到极大的心理冲击,极度恐惧、绝望,甚至出现情绪休克。常有这种情况开始治疗一帆风顺,病情奇迹般好转,但后来又突然复发,因此患者对于医生的治疗方法究竟对身体和心理有多大程度的帮助,心里七上八下,产生疑惑。严重的心理问题,导致病情急剧恶化,降低生活质量,此时做好患者的心理护理,对患者的治疗效果及生活质量的提高起着举足轻重的作用。生命有两个极端:极端顽强和极端脆弱。生命如此。它脆弱得像一根芦苇,但它又是最坚强的,因为它有思想。这就是生命的两极。生命的坚强,是破土而出的小草,是搏击风浪的海燕,是浴火重生的凤凰。生命的脆弱,是伤心欲绝的孟姜女。是甘愿化蝶飞的梁祝,是生死两茫茫的唐明皇与杨贵妃。

极端生命的最长寿的生命

唯一“不死生物”成年后返老还童灯塔水母是地球上唯一的“不死生物”在地球的所有生命中,有一种东西是任何种类的生命都无法逃脱的,那就是死亡。地球上年龄最老的树是一棵绰号“普罗米修斯”的美国狐尾松,它在1964年倒下前,估计已有5000岁。在西伯利亚加拿大冻土带和南极的还生存着一些细菌,据科学家称,这些细菌的年龄大约有50万年了。 不过,地球上没有任何生物可以和“不死水母”相比,这种名叫灯塔水母的海洋生物具有“返老还童”的能力,可以说掌握着永生不死的奥秘。这种灯塔水母长约4到5毫米。通常情况下,水母繁殖完下一代后就会死亡,但灯塔水母性成熟之后却可以“返老还童”,重新回到幼虫状态,然后继续成长开始另一次生命历程。从理论上来说,灯塔水母可以无限制地进行这种“返老还童”的循环周期,从而达到永生不死的目的——当然,它们首先得防止在海洋中被其他掠食动物吃掉。

恒星中心可以孕育生命科学家:你不知道生物可以有多极端?地球上最坚强的鱼,是如何在沙漠中顽强生存下去的

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