生命的起源是科學尚未解開的大謎題之一。沒有人知道生命到底是如何發(fā)生、在哪里發(fā)生、又是何時開始的。我們能確定的只有微生物大約在35億年前開始在地球上立足。至于更早之前，由于缺乏可信的證據(jù)，可說是眾說紛紜。

30年前，生物學界流行的看法是：生命的發(fā)生源自化學上的偶然。因為發(fā)生的可能性實在太小，在我們觀察能力所及的宇宙范圍中，不太可能發(fā)生第二次。這種保守的看法，可在諾貝爾獎得主、法國生物學家莫納德于1970年發(fā)表的文章得到佐證：“人類至少明白，自己在無情而浩瀚的宇宙中是孤獨的。人類的出現(xiàn)只是一種偶然。”然而近年來，這種看法卻有極大的轉(zhuǎn)變。1995年，知名的比利時生物化學家杜維認為，生命是“宇宙的必然”，并宣稱生命在任何與地球相似的行星上“幾乎一定會發(fā)生”。杜維的說法加強了天文生物學家的信念，認為宇宙里生機盎然。美國紐約大學的夏匹洛把這種理論命名為“生物決定論”，也就是說“生命就寫在自然定律里”。

科學家如何確認哪一種看法才是正確的？最直接的方法是到別的星球（例如我們最為熟悉的火星）尋找生命的證據(jù)。如果太陽系中的兩個行星都以無中生有的方式誕生了生命，便能確立生物決定論。可惜的是，可能還要很長的時間，探索紅色星球的太空任務才能進步到足以搜尋火星上的生命形式（如果它們真的存在），借此仔細研究地球以外的生命形式。

不過，要測試生物決定論，比較簡單的方法還是存在的。如果生命的確在地球的環(huán)境條件下就這么誕生了，或許在地球上生命的起源已經(jīng)發(fā)生過許多次。為了探索這種引人入勝的可能性?？茖W家已經(jīng)在沙漠、湖泊、洞穴中尋找各種異形生命，也就是擁有獨立的起源，而與人類已知的所有生物有著根本差異的生物。研究者設計的測試，是要能辨認出可能就生活在你我身邊的特異微生物。

科學家對生命的嚴格定義還未達成共識。不過多數(shù)人同意生命有兩個“注冊商標”：代謝（從環(huán)境中取得營養(yǎng)物，把營養(yǎng)物轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，并排出廢物）以及繁殖。生命起源論的正統(tǒng)觀點是，如果地球上的生命興起不只發(fā)生過一次，其中一種形式會迅速取得優(yōu)勢，并消滅其他形式。舉例來說，可能是因為其中一種形式很快地占據(jù)所有可用的資源，或是和較弱的生命形式“結(jié)盟”，把成功的基因完全占為己有。不過這種論述的證據(jù)卻很薄弱，例如細菌與古生菌是兩種形式截然不同的微生物，在30億年前從共同祖先分家以來，就一直和平共存至今，誰也沒有把誰消滅掉。另外，另類的生命形式不見得會與已知的生物直接競爭，因為這些異形生物可能居住在已知微生物無法生存的極端環(huán)境中，或是因為這兩種形式的生命使用了不同的資源。

真的有異形生物嗎？

即使另類的生命形式現(xiàn)在并不存在，還是有可能在因某種理由滅絕之前，繁盛于遙遠的過去。在這種狀況下，科學家仍然有很大的機會從地質(zhì)記錄里找到它們遺留的生物學痕跡。假設另類的生命形式擁有截然不同的代謝，可能會以已知生物活動所不能解釋的方式，改變巖石或制造礦物質(zhì)沉積。以獨特有機分子形式形成的生物標記，而且是我們熟知的生命形式無法創(chuàng)造的有機分子，可能隱藏在古老的微生物化石中，形成的時間可以追溯到遙遠的25億年前。

有一種更令人興奮但也更異想天開的可能是，另類的生命形式至今仍然存在，而且就生活在我們的環(huán)境之中，形成一種“影子生物圈”。這個名詞由科羅拉多大學波爾德分校的克萊蘭與卡普里所創(chuàng)。這個想法乍看之下可能頗為矛盾：如果異形生物就在我們眼前（甚至眼皮上）大肆活躍，科學家豈不早該發(fā)現(xiàn)它們了？答案卻是否定的。絕大多數(shù)的生物是微生物，單是從顯微鏡下觀察，都幾乎不可能區(qū)分出它們是什么東西。微生物學家必須分析遺傳序列，才能決定一個生物在生命樹中的位置。但是到目前為止，研究者也只對所有已發(fā)現(xiàn)微生物中的一小部分做過分類。

可以確定的是，目前仔細研究過的生物，幾乎都來自共同的祖先。已知生物有相似的生物化學，也使用幾乎相同的遺傳密碼，所以生物學家可以分析它們的基因序列，然后將之安置在同一株生命樹上。不過研究者用來分析新發(fā)現(xiàn)生物的程序，是刻意設計成偵測我們認知中的生命形式，這些技術(shù)無法正確地對另類的生物化學有反應。如果影子生物只存在于微生物領域，科學家看漏了它們，也是非?？赡艿摹?/p>

生態(tài)上與世隔絕的異形

在今天的地球上，研究者該到哪兒尋找異形生物？有些科學家專心搜尋占據(jù)特殊生態(tài)區(qū)位的生物，但這些生態(tài)區(qū)位遺世孑立，一般所知的生物根本無法到達。近年來的發(fā)現(xiàn)則是，已知生物承受極端嚴酷環(huán)境的能力，實在令人驚訝。從滾燙的火山口到南極的干燥峽谷等極端的環(huán)境，都有微生物存在，其他極端微生物還可以生活在鹽濃度飽和的湖泊、含金屬的極酸礦坑污染物以及核子反應的廢水池里。

盡管如此，最強韌的微生物還是有其極限。就我們所知的生物而言，液態(tài)水是絕不可少的。智利北部的亞他加馬沙漠就因為極為干燥，完全沒有生命形式的跡象。再者，雖然有些微生物可以在水沸點之上的溫度中繁殖，但目前為止，科學家還沒發(fā)現(xiàn)任何東西可以在130°C以上的環(huán)境中存活。

然而，可想象的是，另類的生命形式可能在更極端干燥或溫度條件下存活。所以，在生態(tài)上隔絕的地區(qū)，科學家或許能借由生物活動的線索，例如在地面與大氣之間的碳循環(huán)中，找到另類生命形式的證據(jù)。要尋找這種隔絕的生態(tài)系，最可能的地方是地殼深處、大氣上層、南極、鹽礦以及金屬和其他污染物的堆積處。另外，研究者可以在實驗室中控制不同的條件（如溫度或濕度），直到所有已知的生命形式死絕;如果某種生物反應還留存著，那就有可能是影子生命存在的征兆?？茖W家已經(jīng)用這種技術(shù)發(fā)現(xiàn)了可承受輻射的抗輻射奇異球菌。這種細菌所能承受γ射線的劑量，是人類致死劑量的1000倍。不過，抗輻射奇異球菌和所有已經(jīng)鑒定出來的所謂嗜輻射生物，在遺傳上都與已知生命有關聯(lián)，所以它們并不是異形的候選者。不過，這并不排除以此種方法找到另類生命形式的可能性。

研究者已經(jīng)整理出好些生態(tài)系，看起來應該與生物圈的其他部分完全隔離。在地底深處的微生物，無法接觸到光、氧氣以及其他生物的有機產(chǎn)物。它們賴以維生的方法，是某些微生物能利用化學作用或輻射活動所釋放的二氧化碳或氫氣，來行使代謝、生長與繁殖等活動。雖然到目前為止發(fā)現(xiàn)的微生物與地表微生物的關系都很接近，但對地下深處生物的探險仍處于初步階段，可能還有更多驚奇有待發(fā)掘。“國際整合海洋鉆探”計劃已經(jīng)從海床底下將近l千米的深度采得巖石樣本，陸地鉆孔也從更深的地層發(fā)現(xiàn)生物活動的訊息。不過到目前為止，研究組織還沒有進行有系統(tǒng)且大規(guī)模的計劃，來探測地下深處是否有生命存在。