微生物可以和宇宙之外的生物进行交流吗? 微生物SETI如何工作？

　　在宇宙中只有我们人类吗？自1959年以来，著名的SETI（搜寻外星情报）计划一直试图回答这个问题。美国天文学家Carl Sagan和许多其他人认为，一定存在其他类似人类的文明，并且我们可以与他们进行交流。但怀疑论者并不相信，他们认为缺乏证据表明这种文明是极其罕见的。

　　但是，如果其他类人文明不太可能存在，那么是否可能存在其他形式的生命——或许比我们更适合在宇宙中传播呢?这样的生命形式有可能彼此沟通(非人类SETI)吗？发表在《生物系统》上的新研究表明可以做到这一点。微生物（例如细菌）可能是宇宙生活的统治者——它们比我们认为的要聪明得多。实际上，我们展示了微生物如何在没有人为干预的情况下与外星进行交流。

　　要了解微生物，我们需要挑战人类中心偏见。尽管我们许多人将微生物视为导致疾病的单细胞生物，但现实却有所不同。微生物是松散组织的多细胞实体。例如，细菌作为数十亿个成员社会而存在，这是具有“思想”和决策能力的殖民地。

　　典型的细菌菌落是控制论实体，即解决环境问题的“超级大脑”。更重要的是，地球上的所有细菌菌落都相互连接成一个被称为细菌圈的全球细菌超级系统。这种遗传信息的“全球范围内，网络”已经调节地球上的有机分子的流动在过去三十亿年，将永远留的方式超越了人类的能力。例如，它们循环吸收重要的营养素，例如碳，氮和硫。

　　即使在今天，细菌仍是地球上最主要的生物。将细菌带出生物圈，生命将逐渐崩溃。因此，细菌可能比我们更适合宇宙旅行和交流。一个最近的一项研究发现，地球细菌在太空中存活至少三年，甚至更多。除此之外，细菌可以处于休眠状态达数百万年之久，而且很明显，微生物具有很强的复原力。

　　实际上，各种形式的泛精子假说都支持这种观点，该假说表明存在微生物并在整个宇宙中传播。最近的数学模型通过证明不仅在我们的太阳系中，而且在整个银河系中，微生物的传播都是可能的。

　　微生物SETI如何工作？我们认为，细菌圈可能会复制人类Seti已知的所有步骤。人类Seti的第一步是读取宇宙尺度信息的能力。例如，使用射电望远镜，我们可以分析遥远的宜居行星。第二步是开发技术和知识，以评估宜居行星是否包含生命。第三步是向智能外星人宣传我们在地球上的存在，并在它们响应初始信号时尝试与他们联系。

　　下图显示了我们的微生物SETI版本。微生物读取宇宙尺度信息的能力有限。例如，蓝细菌可以读取来自太阳的可见光谱形式的电磁频谱部分（步骤1）。这种生物现象称为向光性，例如在植物朝向或远离太阳或其他光源时发生。

　　第二步对于地球生命的发展至关重要。蓝细菌以光合作用的形式开发了一种生物技术（将水，阳光和二氧化碳转化为氧气和养分）。在很长的进化过程中，这把死行星变成了活的行星，即细菌圈。微生物的生活变得更加复杂，在过去的6亿年中创造了动植物。然而细菌仍然是地球上最主要的生命形式。作为细菌技术的一种形式，光合作用一直助长着地球上的生命。

　　第三步是关于具有相似化学性质的微生物之间的吸引和交流。如果外星微生物具有基于碳的化学和新陈代谢，包括DNA，蛋白质和其他生物分子，那么它们应该能够无缝整合到地球的细菌圈中。相反的过程也是可能的。来自地球的微生物可以通过小行星进入太空，并在宇宙中的其他地方播种生命。或者，人类，作为未来的宇宙旅行者，可以凭借人类微生物组充当微生物媒介。

　　要欣赏微生物SETI，我们需要从进化的角度理解智能的概念。这将使我们能够更好地评估细菌智力及其在人和微生物SETI中的能力。一些生物学家认为，人类智慧只是包括微生物和植物在内的广泛自然智慧的一部分。

　　我们还需要重新评估技术签名，这是智能文明的标志。根据物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）的观点，技术先进的文明必须具有巨大的能源需求。这些需求可以通过在行星周围构造可以捕获其恒星能量的宇宙巨型结构（称为戴森球）来实现。因此，通过查看恒星的光是否被遮挡来搜索这样的球体可能是找到它们的一种方法。

　　但是，如果确实没有像人类这样的文明，那么寻找这种结构是没有意义的。取而代之的是，搜索生物特征作为宜居行星上微生物生命的标志可能更合适。

　　寻找外星生命的前进之路可能是在行星的大气中寻找能代表生命的气体，例如氧气，甲烷或磷化氢，这些气体都是由微生物产生的。在金星的大气层中发现磷化氢是一个有前途的线索，但现在看起来令人怀疑，因为一项新的研究表明，该信号可能是二氧化硫而不是磷化氢。然而，我们别无选择，只能继续努力。幸运的是，詹姆斯·韦伯太空望远镜应该能够在今年晚些时候发射升空时，扫描绕太阳公转的行星的大气层。