天體生物學

天體生物學

天體生物學,指研究天體上存在生物的條件及探測天體上是否有生物存在的學科。地外生物學,又稱外空生物學,在天文學中,是研究太陽系除地球外其他行星及其衛星上和其他恆星的行星系上可能存在生命現象的理論,以及探討探測方法和手段的交叉學科

  • 中文名稱
    天體生物學
  • 外文名稱
    astrobiology

名詞定義

中文名稱:天體生物學

英文名稱:astrobiology

定義:研究天體上存在生物的條件及探測天體上是否有生物存在的學科。

所屬學科:天文學(一級學科);天體物理(二級學科)。

簡介

天體生物學(英文:astrobiology),指研究天體上存在生物的條件及探測天體上是否有生物存在的學科。地外生物學(exobiology),又稱外空生物學(xenobiology),在天文學中,是研究太陽系地球外其他行星及其衛星上和其他恆星的行星系上可能存在生命現象的理論,以及探討探測方法和手段的交叉學科。天體生物學的興起源自近年來對嗜極生物(extremophile)的發現和研究。由于嗜極生物可生活于高溫,低氧,無水,高岩,高壓等極端環境中,科學界開始關註異星球上生物生存之可能性。

科學研究

研究地球以外的天體上生物存在的學科。研究其他天體上是否存在生物的問題,首先要明確那裏是否具備存在類似地球上生命的必要條件。①必要的組成物質:即能夠合成有機物的碳、氫、氧、氮等元素。現在已知這些元素在宇宙中是相當普遍存在的。②適宜的溫度:生命需要光和熱,但又必須適中。在高溫下碳原子的化學鍵會破壞,而過低的溫度又會使生命所必需的生物過程停頓。③液態的水:這是生物體必要的組成成分,也是生物體內進行各種生物化學反應的必要介質。④大氣:許多作為生命起源的天然有機物,必須在大氣中通過紫外線照射和電火花才能合成。大氣還起保護作用,使生命免受隕石和宇宙線的傷害,使水不致大量汽化而逸失。⑤必要的時間:上述條件必須存在很長時間,然後才會有生命的產生和發展。

恆星溫度太高,任何生命形態都不可能存在;小行星、彗星等體積太小,不能保持厚層大氣,無法維持生命的發生和發展。隻有一部分行星和某些衛星才有可能具備上述條件。太陽系內,水星表面溫度約為400℃,日夜溫差很大;金星表面溫度約480℃,木星約-140℃,土星約-180℃,天王星海王星冥王星的表面溫度更低,都不適于生命存在。對于火星,宇宙飛船著陸探測結果表明,在火星著陸點附近土壤中尚未發現任何生命形態。月球上白晝溫度高達127℃,夜晚溫度又低至-183℃,而且月球上既無大氣,又無液態水,不具備生命存在的條件。登月探測並未發現月球上有生命存在。有些科學家認為土星的一顆衛星──土衛六,可能存在生命,但尚待證實。即使太陽系內其他行星、衛星都不存在生命,也不能說宇宙間隻有地球上才有生命(見其他行星系)。銀河系估計有幾百億顆行星,其中約有100萬顆可能具有類似地球這樣能夠孕育生命的行星。在星際空間中已經發現五十種以上的星際分子。在落到澳大利亞默奇森和美國肯塔基地區的隕石中,已發現氨基酸這種有機物。這些都表明宇宙中其他天體可能存在生命。

地球上產生生命的基礎是碳和水。但在其他天體上產生生命的基礎不一定是碳分子,可能是其他分子,例如矽。其他天體上生命存在的條件和進化的道路有可能與地球上的生物很不相同。另外,如果構成生命的基本粒子並不結成通常所稱的原子和分子,那就會形成完全不同的生物。即使由分子組成的生物也不一定會和地球上相似。那種生物可能由超導物質組成,其形狀和性質就會完全不同。

參考書目

J.P.懷爾特編,趙壽元等譯校:《混沌初開……行星和生命的起源》,上海科學技術出版社,上海,1979。(J.P.Wild,In the begining …,Symp. on theOrigin of planets and Life,Griffin Press,Netley,1974.)。

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