美国加州的莫诺湖湖水中溶解着大量砷，一种名叫“GFAJ-1”的细菌却能在这样的湖水中生长。在实验室状态下，甚至将环境中的砷吸进了细胞内部，取代了磷的作用。在此之前，碳、氢、氮、氧、磷和硫被认为是构成生命体的六大要素，砷基细菌的发现，或者会刷新人们对生命的定义。
美国东部时间12月2日下午2点，美国宇航局（NASA）宣布了一项对于“太空生物学”具有重大意义的发现：由宇航局资助的生物学家，在加州的一处湖泊中发现了依靠砷元素进行繁衍的
微生物。
砷是一种对生物极不友善的元素，能杀死大多数物种；著名的毒药砒霜就是砷的化合物，学名“三氧化二砷”。从砒霜中衍生生命？一时间，“砷基生命”的称号不胫而走，在科学界和舆论中都激起了不小的波澜。那么，究竟什么是“砷基生命”？科学界为什么对它抱有兴趣？这些小小的菌类，又和太空生物有什么关系呢？
或重新定义“生命”
翻开任何一本中学的生物学教科书，作者都会告诉我们这样一条知识：在自然界的诸多元素中，有六种是构成生命的基本元素，它们是碳（C）、氢(H)、氮(N)、氧(O)、磷(P)和硫(S)，合起来称为“Chnops”。Chnops是组成细胞骨骼的砖瓦。自然界中的生物化学反应，基本上就是围绕Chnops进行的。因此，在传统的“生物”定义中，这六大元素都是必备的条件；无论是何种生物，其身体的组成部分都不外乎这六种元素。
然而，最近在加州莫诺湖（Mono Lake）的发现，却似乎打破了这个定义。莫诺湖的湖水中溶解着大量砷，但研究人员又发现，莫诺湖中生活着一种名叫“GFAJ-1”的细菌。为了揭开GFAJ-1的生存之谜，科学家将一些细菌样本带回实验室，分别放在了磷酸盐和砷酸盐的培养液中。磷酸盐培养液中的细菌茁壮成长―这一点不出所料，因为磷本身就是组成生命的重要元素。砷酸盐培养液中的细菌显得不太适应，但它们并没有像一般的生物那样中毒死亡，反而在缓慢地生长着。磷的缺失和砷的泛滥，对它们似乎不是那么性命攸关的事。
到这里，科学家还没有觉得太过意外，因为砷虽然有毒，但此前也发现过以它为营养物质的生物。但进一步的研究却让他们大吃一惊：这些小家伙居然将环境中的砷吸进了细胞内部，并用它取代了磷。
磷是构成生物体细胞的重要原材料。比如在
遗传物质DNA中，磷就扮演了一个基础性的角色。DNA的基本成分是一分子磷酸连着五个碳原子，再加上一个碱基。其中，磷酸的作用是将DNA的其他部分串起来，形成长链，支撑起整个结构，因此被许多生物学家称为DNA的“脊梁骨”。除此之外，在细胞中输送能量的ATP（三磷酸腺苷）中含有磷，构成细胞壁的磷脂中也含有磷。可以说，没有了磷，细胞在结构和功能上就无法成立。
在元素周期表上，砷位于磷的正下方，和磷有着相似的化学性质，在许多化学反应中都能取代磷，也正是因为这一点，才让砷成为了对生命具有剧毒的物质：它能够抢在磷前面参与许多基本的生化反应，比如搞乱糖酵解途径，让细胞由于得不到ATP而死亡。但研究人员发现，在GFAJ-1的细胞内部，原本充当脊梁骨的磷酸，却被替换成了砷酸。本来应该是毒物的东西，却被GFAJ-1 吸进体内，成了构成细胞的基本元素。“砷基生命”一说由此而来。
宇宙可能“砷机勃勃”
除了重新定义生命之外，这个发现还对太空生命的探索具有重要意义。科学家过去认为，Chnops是生命存在的必要条件。科幻小说中虽然出现过以硅取代碳的“硅基生命”（硅和碳的化学性质也十分相似），但那毕竟是小说家的幻想，至多也只是理论上的一种可能。保守的科学家仍然认为：一颗星球如果缺乏六大元素中的任何一种，就不可能出现任何形式的生命。
砷基细菌的出现却打破了这个成见，它证明六大基本元素中至少有一种并不“基本”；如果一颗星球的环境中没有磷，却含有大量砷，那么生命同样可能在那里出现。茫茫宇宙中，可能生活着大量利用砷作为自身基本元素的生命。进一步推演，Chnops中的另外五种元素，说不定也能为其他元素所取代；过去认为一片死寂的星球上，都有可能存在着生命，甚至是焕发着勃勃生机―尽管它们的形态和地球上的生物会有很大不同。有科学家由此认为，莫诺湖中的新发现，使得找到地外生命的几率大大提高了。
批评接踵而至
然而，不是每个科学家都认同这个发现的巨大意义。短短几天时间，反对者已经在网上发起了针对NASA研究程序和研究结论的质疑。不少科学家指出，宇航局的研究人员在从GFAJ-1体内取出DNA时，并没有清洗掉周围的其他分子，这样一来，环境中的砷就有可能附着在DNA上，并被错误地当作DNA的一部分。
哈佛大学微生物学家艾历克斯·布莱德利（Alex Bradley）认为，此项研究非但没有证明宇航局宣称的结果，反而暴露了其在实验程序上的漏洞：研究人员是把GFAJ-1的DNA放在水中分析的，而砷的化合物一遇到水就会迅速溶解；也就是说，即便GFAJ-1的DNA中含有砷酸，也会被水分解。而宇航局发现的DNA形态完好，说明其中的骨架可能根本就不是砷酸，而仍旧是磷酸。那么，磷元素是怎么进入砷酸盐培养液的呢？最大的可能，就是在实验中发生了污染。科罗拉多大学的雪莉·库普莱（Shelley Coply）甚至说“这篇
论文根本不该发表”。
参与研究的科学家对此尚无回应。那么，生命的定义究竟能否改写？外星生物究竟是否可能存在？看来，这些问题都还有待进一步研究。
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