Astronomy 版 (精华区)

　

目标1：理解生命如何在地球上兴起

　　地球生命是迄今为止我们所知道的唯一的生命形式，而且它们似乎都来自共同
的祖先。在哪里如何发生如此重大的生命起源事件呢？现在我们能够进行历史的，
直观的和实验的研究以揭示我们星球上生命的起源。在这项工作中，我们必须确定
生命原料的来源，要么产自地球，或者来自地外的宇宙空间。同时，我们还需要了
解在什么环境中这些生命原料可以自行组装成以及是什么力量导致能从环境中吸取
能量并自我复制的生命体系的演变发展和进化。当然，我们也要考察行星之间的生
命物质的交换以评估生命在地外形成从而迁徙至地球的可能性。

目标2：确定有机物组成生命体系的一般原则

　　为了理解宇宙中生命产生的所有可能性，我们必须建立生命体系产生的一般物
理的和化学的原理包括：为获取能量和成长进行的分子转变（催化作用），生产子
代（繁殖），和随环境改变（演化）。地球生命是在碳化学机制的基础上并依赖液
态水的存在而产生的。这样的碳水有机化学机制在宇宙中是很普遍的。但是不是只
有地球类型的生物化学和分子生物学机制才能维持生命现象呢？由于只有这样唯一
的生命现象作为研究的范例，我们不知道生命的哪些性质是一般化和必要的，哪些
只是特定环境和历史事件的结果。我们只能通过进行地面或太空的实验室研究和计
算机理论建模的方式来探索答案。

目标3：探索生命是怎样在分子，生物体和生态系统这三个层次上演变的

　　生命是一个在分子，生物体和生态系统相互作用等不同层次上发生的能量和组
成变化的动态过程。传统的生命演化研究大多集中于生物体及其保存于化石中的演
化世系。然而，诸如生物体间交换基因信息以及DNA和RNA中发生变异这样的过程才
是生命演进的关键动力。现代基因分析使用新颖的试验和计算方法使我们对生命的
多样性及其在所有层次上的演化有了更深入的认识。同时，探讨由众多相互独立的
物种，特别是微生物群落，构成的生态系统的演化可以作为对这些研究的补充。

目标4：确定地球生物圈是怎样与地球共同演化的？

　　正如生命会对环境的改变作出响应而发生适应性演化一样，变化的生态系统反
之也会改变地球的环境。科学家们可以通过整合现在和历史上进行的分子生物学，
环境记录和组织生物学研究所获得的证据来跟踪生命－地球的共同演化。我们试图
借助开发能更为敏感的从来自生命分子和化石中的生命纪录中解读生命信息的技术
来理解生命的多样性和我们祖先的分布，从而识别地球生物圈中的生命成分与其他
行星亚系统的特殊化学相互作用，并且追溯地球环境随地外驱动因素和生命因素变
化而进行的演化的历史。