地外環境中的自維持生命棲息地。

柯伊伯帶示意圖。NASA / SOFIA / Lynette Cook

生命真的必須依附在天體——尤其是行星上才能繁衍生息嗎？近日一些來自美國哈佛大學和英國愛丁頓大學的科學家暢想了另外一種可能。

行星誠然是生命的理想棲息地。已知的所有生命都源自一顆行星——地球，而地球也確實為我們提供了幾乎一切——引力能夠讓我們腳踏實地，能夠為我們提供大氣層，乃至液態水；地球還為我們提供了生命所需的大量化學元素。

行星也是我們在宇宙中尋找同伴的首選目標。雖然宇宙中可能存在各種難以想象的奇特環境，但是我們依然深信生命一定存在于行星之上，因為看起來唯有行星才和我們所知的生命相配。

但這些科學家在《天體生物學》雜志上發表的論文，通過探討在非行星環境里構建生命的可能性，向這一基本假設發起了挑戰。

想法并沒有表面上那么瘋狂。其實人類中的一部分——空間站上的航天員們，就已經在類似的環境中生活了。雖然空間站需要大量來自地球的物資補給，但這情有可原，因為人類是一種復雜的生物體，而那些簡單一些的生物，則完全能夠依靠自身的能力來解決問題——比如大名鼎鼎的水熊蟲。

在太空里生存需要面臨很多挑戰。首先你得讓體內的壓力和外部真空保持平衡，你需要一張膜，或一個殼。但這不是大問題，很多生物能夠輕松應對水下和水面之間的壓力差，而這樣的壓力差在一些情況下和在真空里生活時需要面對的幾乎一樣。

第二個挑戰是如何維持體溫，讓水保持液態。由于有大氣層的保護，在地球上不存在這一問題。但對于要在太空里生存的物種來說就不容易了。但生活在撒哈拉沙漠的銀蟻能夠通過改變它們吸收和反射光線的波長來調節體溫——就像是自帶了一個溫室，所以太空生物身體的外膜或許可以通過自然選擇獲得相似的能力。

然后，太空種族還必須克服失重帶來的輕元素流失。在引力的幫助下，在地球上生活的我們感覺不到這個問題，但對于一個生活在太空里的生物群落而言，即便在最樂觀的情況下，也會在數萬年內失去所有的輕元素。所以最好的方法是能夠持續不斷地得到補充。

最后，太空生物群落必須置身于恒星周圍的宜居帶內，以便獲得充足的陽光。同時也需要從小行星等處獲得穩定的碳氧等多種元素補給，并形成一個閉環的循環再利用系統，實現長期的自我維持。

綜合以上所有要素，研究人員描繪出了這種太空生命的模樣。它們可以是獨立存在的生物體，也可以是生物群落；它們的身長可能會達到100米；它們會被一層薄薄的透明硬殼包裹著，這層殼能夠讓其內部維持合適的壓力和溫度，并通過溫室效應使水保持液態。

所以宇宙中真的會存在這樣的神奇生物么？不得而知。但無論有沒有，我們都能從中得到啟發。今天我們使用鋼鐵機械來構建空間站，從地面運送空氣食物和水；也許未來我們可以使用生物工程材料，在太空中建造能夠自我維持的生態系統。

參考
Self-sustaining living habitats in extraterrestrial environments
https://arxiv.org/pdf/2409.14477