在探索生命奥秘的征途中，科学家们往往以地球为基准，认为行星是生命存在的必要环境。然而，这一观念正受到来自苏格兰和美国两位科学家的挑战，他们在一项新研究中提出了颠覆性的观点。
我们通常将行星视为生命栖息地的理想选择，因为它们提供了生命所需的关键条件：液态水、适宜的温度和压力环境，以及防止有害辐射的屏障。这些条件对于进行光合作用的生命形式尤为重要。
但问题在于，如果其他类型的环境，甚至是由生物自身构建的环境，同样能够满足这些需求呢？这一设想在《天体生物学》杂志上发表的一项研究中得到了探讨。
该研究的作者，哈佛大学地球与行星科学教授罗宾·华兹华斯和爱丁堡大学物理与天文学院天体生物学教授查尔斯·科克尔，共同提出了一个惊人的观点：生态系统可以在没有行星支撑的情况下，自我产生和维持生命所需的条件。
他们指出，生物体产生的屏障和结构能够模拟地球上的条件，使生命在没有地球那样行星环境的情况下也能生存。这些屏障允许光线进入以进行光合作用，同时阻挡紫外线辐射，还能在真空中防止挥发性物质的损失，并保持液态水所需的温度和压力。
在论文中，华兹华斯和科克尔详细阐述了生物体如何通过自身产生的结构来创造宜居环境。他们提到，生物屏障能够传输可见光辐射，阻挡紫外线，并在太阳系中创造宜居条件。
地球之所以成为生命的摇篮，不仅仅因为它提供了液态水和辐射防护，更因为它是一个复杂且相互作用的系统。地球表面暴露于太阳能源中，驱动着整个生物圈的运行。对生命至关重要的元素如碳、氢、氮、氧、磷和硫在生物圈中循环，使得生命得以延续。
然而，在其他地方，这些条件可能并不存在。例如，天体生物学家们关注的太阳系冰冻卫星，虽然拥有温暖、咸的海洋，但它们的营养循环情况尚不清楚。外太阳系中的低质量天体由于太阳能量微弱，难以保持大气层，因此液态水的正确压力和温度遥不可及。
为了在这些极端环境中生存，生物体必须修改或适应其环境。华兹华斯和科克尔指出，地球上的生物材料已经展现出了这种能力。生态系统可以为自己创造条件以维持生存，这在理论上同样适用于太空中的生物。
在谈到液态水时，科学家们特别提到了水的三相点，即水在不同压力和温度下的相变点。维持液态水所需的最小压力在0°C时为611.6帕斯卡，这个数值随着温度的升高而增加。蓝藻等生物体已经能够在较低的压力下生长，这表明生物体有可能构建出能够维持液态水的结构。
除了压力外，温度也是需要考虑的关键因素。地球通过大气温室效应保持温度，但小型岩石天体很难复制这一点。因此，生物产生的栖息地必须通过固态物理来达到同样的效果。华兹华斯和科克尔提到，撒哈拉银蚁已经进化出了增强表面反射率和热发射率的能力，使它们能够在高温环境中生存。
生物体还可以通过构建高绝缘材料来维持适宜的温度。虽然自然界中没有直接的生物等价物来制造人造气凝胶那样的材料，但硅藻等生物已经能够产生具有相似特性的二氧化硅结构。
作者们还计算了这些结构在保持液态水所需温度和压力方面的效果。他们发现，在很大的轨道距离范围内，通过生物产生的栖息地来保持内部温度是可行的。
除了温度和压力外，挥发性损失和紫外线辐射也是生物体在太空中生存需要克服的挑战。然而，作者们指出，这些挑战同样可以通过生物体自身产生的结构来解决。例如，无定形二氧化硅和还原铁等化合物可以阻挡紫外线辐射，同时允许光合作用所需的可见光通过。
最后，作者们提到，虽然地球上的生命尚未创造出完全自主的栖息地，但随着时间的推移和环境的变迁，生命已经适应了越来越广泛的环境条件。他们认为，调查在替代行星边界条件下生命不同进化途径的可能性将是未来研究的一个有趣话题。
