科学家认为生命存在的前提条件是水、阳光(能量来源)和氧气。显然，太阳系中符合这些条件的行星和卫星少之又少。地球之外唯一有可能存在生命的行星是火星。火星是固体星球，有着稳定的运行轨道和恰当的体积，离太阳也不太远，因此人们认为火星上的温差范围非常适合液态水的存在。然而，火星上缺乏氧气。

氧气不是生命起源的前提

正是由于兰绿藻和藻青菌源源不断地向地球大气层注入氧气，才使得地球大气层充满了氧气(这一过程持续了10亿年~20亿年左右)。化石记录表明，藻青菌出现在35亿年前。然而令人惊讶的是，某些藻青菌现在仍在旺盛地繁衍着，在世界各地的偏僻角落里，这种细菌形成一种奇特的被称作叠层石的垫子状菌落。藻青菌引发了光合作用：它们通过获取太阳能量将二氧化碳与水结合起来形成复杂分子——糖、碳水化合物。在这一转换过程中自由氧作为一种副产品被制造出来，而这种副产品却决定了未来的生物进化过程。

火星上的栎树叶( 1997年拍摄)

尽管自由氧是生命存在的标志物，但它却不是生命起源的前提条件。毕竟行星诞生之初并无自由氧，而且在其一生中都可能没有这种物质。在氧气出现以前，厌氧生物就在早期地球大气层里生气勃勃地繁衍着，它们将氮转换成氨，将硫转换成硫化氢，将二氧化碳转换成甲醛，如此等等。

在我们的太阳系中可能存在着这样的星球，其大气层虽然缺乏氧气，但是在它的上面仍到处充斥着厌氧菌。这种细菌不是生存在星球的表面，而是寄居在星球的地表下面，如在沸腾的火山口内和充满硫磺的热坑里等，就像目前地球上的这种状况一样，当然在地球的地下海洋和湖泊下这种微生物就更多了(科学家认为在木星卫星——木卫二上就有这样的地下海洋，海洋被厚达几英里的冰层覆盖在下面)。

生命起源于极端条件下

我们不清楚的是，假如有一个理想的外在条件，生命是否必须进化，进化是否一定要发生？但是自然界中似乎存在着一种推动力，推动着生物向更高级的生命形式发展，以使它们能更有效地保持能量，至少在环境条件发生迅速变化的时候它们会发生相应的变化。化石证据表明地球上最初的原始厌氧性生物是原核生物：一种小而简单的细胞，就像细胞质一样被裹在细胞壁里面，几乎没有什么内部结构。

然而，随着地球渐渐变冷，原核生物变得越来越复杂，它们有了内部结构，有了细胞核和线粒体以及其他的一些结构。

麻省理工学院的微生物学家雷恩玛格丽丝指出，这些复杂的被称作真核细胞的生物起源于原核生物开始将其他生物并入其细胞之时。这种合并生物最初只是一种共生现象，后来被合并的生物渐渐进化成主体生物内的细胞器官，从而使这种合成生物能够利用原本对它们有害的气体——氧气。

原核生物尽管很原始，但它们仍：是一种高度复杂的生物体，有着复杂的遗传和新陈代谢机制。即使是最简单的原核生物也能够制造500多个蛋白质，它们的DNA至少含有50万个碱基对。因此，在原核生物出现以前肯定还有更为原始的生命形式。

叠石层的藻青菌菌落35亿年前开始向地球释放氧气

或许，就像物理学家弗里曼 · 戴森曾指出的那样，在原核生物之前还有一种始祖生物，这种生物能生长、分裂和进行新陈代谢，但缺乏进行精确复制的遗传机制。在它们之前，一定还有持续了数百万年的纯化学的非生命进化——甲醛、氰化物、缩氨酸、蛋白质无数代合成以及分子的自我复制。或许，这种化学进化就发生在两种温差极大的液体汇合后形成，的微小气泡或水珠内，也可能发生在太古时代的火山口内。

我们知道，没有蛋白质的生命是不可想象的，而蛋白质是由缩氨酸合成的，最终它来自于氨基酸。我们能很容易地想象出早期地球到处充满了缩氨酸，这种物质要么是由雷电放电形成的，要么是由彗星或小行星带到地球上的。

我们需要弄清的实际问题是，从氨基酸和其他简单化合物到缩氨酸、核甘酸、蛋白质这些较复杂的化合物是在什么环境下进化而成的。这种精妙的化学合成是不可能发生在“某些温暖的小池塘里”(达尔文认为)或原始海洋的海面上的。相反，这种化学合成可能需要非同寻常的热量和浓度条件，以及特别的催化物和含有丰富能量的化合物，以促使这种化学合成能够发生并进行下去。生物化学家克里斯汀 · D · 达沃指出，复杂的有机硫化合物在提供化学能量方面发挥了至关重要的作用，这种化合物在地球童年时期可能是自然形成的，或许它就形成于充满了酸性物质和硫磺的深海火山口内(越来越多的人相信生命就起源于此)。达沃认为这种纯化学世界是核糖核酸世界的先驱，许多人认为核糖核酸是能进行自我复制的第一种生命形式(达沃认为从一种物质形式到另一种物质形式的运动既是必然的，又是迅速的)。

生命起源：必然还是偶然？

在地球早期生命史上出现的两个具有里程碑意义的进化是从原核生物到真核生物，从厌氧菌到喜氧菌，这一进化过程持续了20亿年的时间。此后肯定又经历了12亿年或13亿年的进化演变，生物才从微生物形式上升到第一种较高级的生命形式，多细胞生物出现了。如果地球的进化史可以作为参照物的话，那么大家就不要指望在一个仍然年轻的星球上找到任何更高级的生命形式。即使外星球上已经出现了某种生命形式，而且发展也很正常，它要跨入多细胞进化阶段也要花费几十亿年的时间。

然而，所有这些进化阶段，包括从最原始的多细胞生命形式到拥有智能和意识的生物阶段，都可能使进化者知难而退。斯蒂芬 · J · 古德认为生命是一个“伟大的事件”，牛津大学的里查德 · 道肯斯将进化比喻为“攀登一座不可逾越的高山”。自生命出现以来，地球经历了各种各样的劫难：从彗星撞击、火山爆发到全球性气候变热、变冷，从进化转入死胡同到神秘的物种大灭绝，生命的进化可谓是步履维艰，险象环生，但最终还是幸运地进化成像我们人类这样的生物物种。

我们知道在某些最古老的岩层中保留着微生物化石，这些岩层的年龄在35亿年以上。因此，生命一定出现在地球充分冷却，水变成液体后的一、两亿年内。生命出现的速度如此惊人，使得某些人认为生命的进化是个简单的过程，甚至是不可避免的，只要有恰当的物理和化学条件即可。

然而，谁能在地球之外找到这样一个例证呢？谁能自信地说他发现了一个与地球条件非常近似的类地行星呢？抑或他能证明地球的物理、化学和地理条件在宇宙中都是独一无二的呢？即使宇宙中存在着其他可居住的星球，其出现生命的几率究竟有多大呢？除非它拥有生命起源所必须具有的数千个物理和化学条件，会出现这种巧合吗？生命的出现真的只是一次偶然事件吗？人们对此充满了疑问。

以下是学者们的不同观点。法国生物学家杰克奎斯 · 莫讷德认为生命是一个完全偶然的巧合，宇宙中其他地方不可能存在生命。达沃持完全相反的观点，他将生命起源看作是由许许多多的阶段确定的，只要条件适合，出现生命的几率是非常高的。达沃认为宇宙中不仅存在着单细胞生命，而且还存在着复杂的智能生命，因为宇宙中毕竟有数万亿颗行星。这两种观点相互抵触，而且都有自己的理论依据，我们在它们之间怎样选择呢？

证据胜于雄辩

我们需要的是证据，是其他星球上存在生命的过硬证据。目前最有希望的证据来源是火星，火星曾一度既潮湿又温暖，在它上面布满了湖泊和热液口，可能还有黏土矿和铁石矿。如果证据显示火星上曾出现过生命而且我们能够证明生命是在火星上独立起源的而不是从地球上传过去的(很容易做到)，我们就会有一个震惊世界的发现，这一发现将会改变我们对宇宙的看法，使我们能够认识到地外生命的存在，这会帮助我们评估在宇宙其他地方发现生命的可能性，而不是面对着一堆空洞的资料空发议论，或者在必然性和唯一性两种极端观点之间做出选择。