地球上的生命起源于哪里?生命还可能出现在哪里?一个全面的答案很可能还有很长的路要走。但这可能取决于不同世界上有多少适合自然发生的地点。
关于生命,我们只有一个数据点:亲爱的老地球。研究自然发生,即生命起源于无生命物质的自然过程,不可能通过观察其他发生过这种现象的地方来完成。相反,科学家们使用模型来深入研究这个大问题。
马纳斯维·林加姆(Manasvi Lingam)是佛罗里达理工大学的天体生物学家。在新的研究中,林加姆和他的同事研究了生命起源于地球上不同地点的可能性。这项研究的标题是“有利于自然发生的每个地点的生命起源概率的贝叶斯分析”。该研究发表在《天体生物学》杂志上,其他作者是鲁斯·尼科尔斯和阿米迪奥·巴尔比。
贝叶斯分析利用现有的知识 —— 在这个例子中是地球上生命的出现 —— 来估计同样的事情在其他地方发生的可能性有多大。撇开生源论不谈,我们知道生命至少起源于地球一次。科学家们可以利用它来确定其他地方出现生命的可能性有多大。
在我们理解生命的自然出现的道路上有许多障碍。作者写道:“目前这些限制中最重要的一个是我们缺乏关于产生自然发生所需的最小条件的结论性知识,以及缺乏确定这一过程发生的可能位置的明确数据。”
但它确实出现在地球上,至少一次,但可能在多个地方,这是一个信息丰富的事实。但这些信息并没有宣布它的存在。科学家们必须把它梳理出来。“尽管如此,地球上发生的自然发生仍然具有重要的信息价值,”作者解释说。
在新的研究中,林加姆和他的合作研究人员开发了一个基于可移动站点的模型。乌拉尔遗址是生命可以开始的地方。结果令人惊讶,违反直觉。
乌拉尔遗址是我们认为生命可以出现的环境。它们包括热液喷口、撞击点、湖泊和池塘,以及20亿年前存在于加蓬的天然原子反应堆。
在这项工作中,研究人员编制了一份可供选择的地点清单,每种类型都有相应水平的导电性,使生命得以继续。他们根据两个问题塑造了他们的模型:地球上有多少个地方可能有生命起源,以及每个地方出现生命的概率是多少。
重要的是要明白,这项研究并不能告诉我们生命是如何以及在哪里起源的。相反,目标是理解如何解释模型的结果。
在他们的模拟中,研究人员考虑了三种不同的场景,每种场景都有不同数量的可居住地点。一个只有10个可操作的站点,一个有1016个可操作的站点,一个有1031个可操作的站点。他们还研究了乐观、悲观和缺乏信息的情景。乐观的人有更高的可能性看到生命出现在可承受的地点,悲观的人有更低的可能性,无信息意味着结果就是这样。
研究人员预计,更多的可毁灭地点意味着更高的生命出现的可能性。但令他们惊讶的是,事实恰恰相反。更多的地点意味着生命出现的可能性更低,更少的地点意味着更高的可能性。
“这就是这里的两种情况。一个有很多地点,但每个地点(生命)的可能性非常低的地方。第二种情况是,网站很少,但每个网站都有很高的可能性。”林加姆在一份新闻稿中说。
“通常情况下,‘越多越好’是生活中许多事情的态度,”林加姆说。“但更多并不总是更好。如果它更少,但是适当的少,那么实际上会更好。”
这意味着,在他们的模型中,地球上的地点最少,任何一个地点出现生命的可能性都更高。当有大量的地点时,任何一个地方出现生命的可能性都很低。
尽管违反直觉,林加姆说这些结果是有价值的。目前,还没有关于可再生生命在什么地方产生的共识,所以不同的研究人员可以在他们的实验中使用它们来了解他们自己喜欢的实验环境。林加姆说:“然后他们可以做实验室实验,试着了解需要多少试验才能真正走向类似生命的东西。”
即使我们不知道生命的起源,即使这些模型不能告诉我们生命是如何产生的,林加姆的工作仍然可以帮助其他研究人员取得进展。
“我们无法回顾过去,”林加姆说。“有时,你可以通过非常巧妙地使用有限的数据来得出答案 …… 但有一部分你永远不会知道。”