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細(xì)菌——時間長河里的絕對霸主

在一集名為“Super Germs”的國家地理節(jié)目中，來自澳洲的資深研究員格瑞為孩子們奉上了一堂精彩的地質(zhì)生物課。她以鼻尖作為地球形成的起點（距今大約46億年前），手指隨后沿肩膀向右劃去。當(dāng)?shù)竭_肩關(guān)節(jié)處時，她說：“這個時間點（30多億年前）出現(xiàn)了最早的生命體，細(xì)菌”。

之后，手指沿手臂繼續(xù)向指尖劃動。到達手腕時，她說：“在臂長比例的漫長年代中，地球上一直都還是只有微生物存在。但是，到了現(xiàn)在的這個節(jié)點，地球上出現(xiàn)了植物和魚類?！笔种傅降谝缓偷诙戈P(guān)節(jié)之間時，她微笑著向?qū)W生們介紹：“現(xiàn)在是恐龍登場的時間了?！?/p>

最后，她又舉了一個妙到毫巔的例子——“我們?nèi)祟愒谀睦锬?？就在我們的指尖，如果給你們一把指甲銼，輕輕一銼人類就沒了?！?/p>

細(xì)菌先輩——紫色細(xì)菌

既然地球上最早的生命體是細(xì)菌，那么又是其中的哪一種呢？目前，科學(xué)家們認(rèn)為在當(dāng)時（30多億年前）主要的生物應(yīng)該是一類紫色細(xì)菌（Purple bacterium）。這類細(xì)菌有著特殊的光譜特性，在原始海洋中和陸地上均有分布。

紫色細(xì)菌（Purple bacterium）

紫色細(xì)菌實際上主要是一類可以進行光合作用的厭氧性細(xì)菌，細(xì)胞內(nèi)含有類胡蘿卜素，以及菌綠素a和b等色素，會顯示紅、紫、黃、褐等色彩。它們體內(nèi)的光合作用大多在細(xì)胞膜上發(fā)生。當(dāng)反應(yīng)中心開始光合作用時，細(xì)胞膜便會內(nèi)陷，呈管裝、囊狀，亦或是平疊層狀。

紫色細(xì)菌不生成氧氣，這一點同其他含菌綠素細(xì)菌是一樣的。紫色細(xì)菌形態(tài)各異，大小不一，最為典型的代表就是可利用硫代硫酸鹽和硫化氫進行生長的紫色硫細(xì)菌。

除了上述種類之外，還有一些略顯另類的特殊紫色細(xì)菌。其中，紫色無硫細(xì)菌就是它們的代表。它們在好氧陰暗的有機營養(yǎng)環(huán)境下也能存活，主要利用的有機物為脂肪酸和乳酸，同一般的異養(yǎng)細(xì)菌相類似。

紫色無硫細(xì)菌(Purple non sulfur bacteria)

有趣的是，雖然上述這些細(xì)菌都有紫色細(xì)菌的統(tǒng)稱，但是微生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們并不是同源的，而是有各自的種屬類群，親緣關(guān)系不一。

用紫色細(xì)菌探索太空

屬于自己星球的這些事情有了眉目后，人們利用已知的這些信息能夠做些什么嗎？答案是肯定的，并早已有科學(xué)家付諸實踐。他們通過分析和模擬紫色細(xì)菌在地球上的分布狀況，構(gòu)建起了以大數(shù)據(jù)作支撐的光譜分析模型，并用于太陽系外的生命搜尋。簡單來說，如果今后人們在觀測太空時發(fā)現(xiàn)了某顆行星具備相近的光譜特征，那么就有說明其上面可能存在類似地球微生物的生命體。

從目前的搜尋結(jié)果來看，地球仍然是唯一的生命星球。然而，宇宙是那樣的浩瀚，光是銀河系中的類地行星就不勝枚舉，更不用說銀河系也僅僅只是眾多星系中的一員。搜尋難度和挑戰(zhàn)是明擺著的，但是第二顆地球或遲或早終將被發(fā)現(xiàn)。在這一前提下，生命是否存在，以及若是存在，處于哪一進化階段便成為了引人入勝的科學(xué)問題。

令人振奮的是，地處加那利群島的天體物理研究院的一組科學(xué)家，已通過多次的推演和系外生命搜尋，發(fā)現(xiàn)了一顆類地行星。這顆行星所在天體系統(tǒng)中也有一顆類似太陽的恒星，而它的位置恰好處于恒星周圍的生命適宜存活區(qū)域，這顆行星是有可能誕生出生命的！鑒于所利用的光譜模型是基于紫色細(xì)菌分布模擬構(gòu)建的，所以人們發(fā)現(xiàn)的第一個外星生物極有可能是紫色的微生物。

類似的“顏色生命發(fā)現(xiàn)論”還在科學(xué)界持續(xù)發(fā)酵著，不斷有其他學(xué)科的研究人員加入其中。例如，早在2011年就有科學(xué)家通過模擬綠色植物反射光譜，構(gòu)建起了相應(yīng)的分析模型，并用于搜尋生命行星。依葫蘆畫瓢，他們就認(rèn)為第一個被發(fā)現(xiàn)的外星生物應(yīng)該是能夠進行光合作用的綠色植物。

科學(xué)的進步總是始于一個個的假說和猜想，它們承載著人類的智慧和偉大，更是文明不斷延伸著的印跡和標(biāo)識。放飛思想，收獲的將是整個藍天。

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