地外环境中的自维持生命栖息地。

柯伊伯带示意图。NASA / SOFIA / Lynette Cook

生命真的必须依附在天体——尤其是行星上才能繁衍生息吗？近日一些来自美国哈佛大学和英国爱丁顿大学的科学家畅想了另外一种可能。

行星诚然是生命的理想栖息地。已知的所有生命都源自一颗行星——地球，而地球也确实为我们提供了几乎一切——引力能够让我们脚踏实地，能够为我们提供大气层，乃至液态水；地球还为我们提供了生命所需的大量化学元素。

行星也是我们在宇宙中寻找同伴的首选目标。虽然宇宙中可能存在各种难以想象的奇特环境，但是我们依然深信生命一定存在于行星之上，因为看起来唯有行星才和我们所知的生命相配。

但这些科学家在《天体生物学》杂志上发表的论文，通过探讨在非行星环境里构建生命的可能性，向这一基本假设发起了挑战。

想法并没有表面上那么疯狂。其实人类中的一部分——空间站上的航天员们，就已经在类似的环境中生活了。虽然空间站需要大量来自地球的物资补给，但这情有可原，因为人类是一种复杂的生物体，而那些简单一些的生物，则完全能够依靠自身的能力来解决问题——比如大名鼎鼎的水熊虫。

在太空里生存需要面临很多挑战。首先你得让体内的压力和外部真空保持平衡，你需要一张膜，或一个壳。但这不是大问题，很多生物能够轻松应对水下和水面之间的压力差，而这样的压力差在一些情况下和在真空里生活时需要面对的几乎一样。

第二个挑战是如何维持体温，让水保持液态。由于有大气层的保护，在地球上不存在这一问题。但对于要在太空里生存的物种来说就不容易了。但生活在撒哈拉沙漠的银蚁能够通过改变它们吸收和反射光线的波长来调节体温——就像是自带了一个温室，所以太空生物身体的外膜或许可以通过自然选择获得相似的能力。

然后，太空种族还必须克服失重带来的轻元素流失。在引力的帮助下，在地球上生活的我们感觉不到这个问题，但对于一个生活在太空里的生物群落而言，即便在最乐观的情况下，也会在数万年内失去所有的轻元素。所以最好的方法是能够持续不断地得到补充。

最后，太空生物群落必须置身于恒星周围的宜居带内，以便获得充足的阳光。同时也需要从小行星等处获得稳定的碳氧等多种元素补给，并形成一个闭环的循环再利用系统，实现长期的自我维持。

综合以上所有要素，研究人员描绘出了这种太空生命的模样。它们可以是独立存在的生物体，也可以是生物群落；它们的身长可能会达到100米；它们会被一层薄薄的透明硬壳包裹着，这层壳能够让其内部维持合适的压力和温度，并通过温室效应使水保持液态。

所以宇宙中真的会存在这样的神奇生物么？不得而知。但无论有没有，我们都能从中得到启发。今天我们使用钢铁机械来构建空间站，从地面运送空气食物和水；也许未来我们可以使用生物工程材料，在太空中建造能够自我维持的生态系统。

参考

Self-sustaining living habitats in extraterrestrial environments

https://arxiv.org/pdf/2409.14477