揭秘生命化学起源地外行星或悄然进行生命演变

放大字体  缩小字体 2021-07-09 08:30:19 来源:新浪科技
揭秘生命化学起源地外行星或悄然进行生命演变

  新浪科技讯 北京时间7月9日消息,关于生命的定义有100多种,一些专家表示,生命需要细胞,部分专家聚焦于研究生命的某些特征,例如:适应环境、能量使用和繁殖能力等。骡子,是驴和马杂交的后代,它们同样拥有细胞组织,会消耗能量,虽然它们不能繁殖后代,但它们也不是照样活着吗?

  事实上,构成生命的事物很复杂,而当我们试图找出其他星球上的生命是如何形成的时候,情况就变得更加复杂了。

  这意味着什么呢?

  达尔文进化论认为,世代繁衍生息的生物会对自己所在环境做出反应,最终产生新物种。以我们人类为例,我们是从远古灵长类动物进化而来,而灵长类动物又从其他哺乳动物进化而来,如果追溯至久远时期,你会发现人类的最早祖先是单细胞生物。

  从远古单细胞进化至完全成熟的现代人类,该过程与人类的基因密切相关,这也是美国宇航局所定义的生命化学部分。

  生命能够发生进化,是因为我们有相对稳定、代代相传的遗传密码,它们随着时间的推移发生微小变化。我们使用DNA、RNA和蛋白质的混合物来运行这个自维持化学系统,这意味着我们能够做一些事情,例如:代谢食物、愈合伤口、繁殖后代——传递我们的DNA。

  其他星球上发现的生命会采用类似人类的遗传物质吗?还是会有一个完全不同的系统来实现繁殖和进化?

  但是地球上的生命形式告诉我们如何在地外星球寻找能够孕育生命的化学元素,碳、氮、氢、氧、硫和磷是构成生命分子的基本元素,它们可以构成DNA、RNA、脂肪和蛋白质的氨基酸。

  除了它们对现今生命的重要性之外,这些元素令人难以置信的是,大约在40亿年前,它们可能是生命最初诞生时的全部必要条件。早在1953年,化学家斯坦利·米勒和哈罗德·尤里就验证了一个理论,即早期的地球和木星一样,是一个富含氢的环境,期间发生了一些事情,使简单的化合物发生反应,产生更复杂的化合物。

  他们将气体和水的混合物密封在一个相互连接的烧瓶系统中,然后他们对其进行加热,用电流模拟闪电电击它们,一周之后,他们在水中发现了氨基酸分子。这样的氨基酸分子不能与生命发生直接联系,它们无法自繁殖和进化,但它们构成了蛋白质,所以这仍是迈向生命概念的重要一步。

  科学家认为,类似的生命进化过程很有可能正在发生,或者已经发生在其他星球上。

  科学家在落地面上的陨石中发现了氨基酸,近年来科学家一直致力于收集小行星和其他天体的表面样本,以探索寻找生命化学的相关痕迹。2013年,NASA“好奇号”火星探测器在火星土壤中检测到有机化合物,或许数十亿年前,类似地球上发生的生命进化事件也在火星上发生过。

  目前,“毅力号”火星探测器登陆火星表面,科学家们期望获得更多令人惊喜的发现。该探测器上的仪器并不是用于检测复杂分子结构,未来这些火星样本将被带回地球,由地面上更先进的设备进行全面分析。

  对于那些人类无法用探测器勘测或者采集样本的遥远行星,科学家们正在利用光来尝试发现它们大气层中可能存在的化学物质,并以此为基础来预测是否可能存在生命。

  他们的工作原理是这样的:当一颗行星运行至恒星前方时,恒星释放的一小束光穿过该行星大气层,大气中的化学物质决定了哪些波长被吸收,哪些不被吸收。通过使用强大的望远镜测量恒星光线的变化,研究人员可以预测该行星存在哪些化学物质。

  2020年秋天,科学家利用该方法在金星大气层中发现磷化氢,此类发现很难复制,并且部分科学家对该发现仍存有争议,科学家发布金星大气层存在磷化氢的消息时,一些科学家非常兴奋欣喜,因为地球上的磷化氢通常是由活细菌产生的。

  或许科学家发现的金星大气层中的磷化氢是由某种金星细菌产生的,也可能来自完全无关的无生命物质。金星不可能存在生命的另一个原因是金星非常干燥,在地球上,没有水,维持生命的化学过程就不会发生。

  尼古拉斯·哈德博士在接受记者采访时称,他正在研究分子和环境,他认为地球早期就已存在分子,分子和环境的深入分析有助于理解分子如何结合在一起,以及如何发生繁衍进化。他还指出,以化学家斯坦利·米勒和哈罗德·尤里的方式产生的分子可以在水中自组装,形成类似RNA的结构。

  因此,科学家认为有水的行星最有可能支持生命是有道理的,一颗行星表面有流动的水,它需要与主恒星保持适当的距离。如果一颗行星距离它太近,它的温度就会升高,导致任何水分蒸发,如果它距离恒星太远,就会太冷,以至于任何水都会结冰。

  行星与主恒星保持一定距离、且行星表面存在流动水,该行星所处范围被称为宜居带,它与恒星距离不太近,也不太远。

  地球是太阳系中唯一的宜居带行星,但一些卫星和类似冥王星的矮行星在冰冻表面之下也存在海洋,可使微生物和鱼类生物存活。所以地球生命也许不是太阳系唯一的生命种群,即使我们是唯一的太阳系生命种群,我们也不必过于悲观,自1992年以来,科学家已发现4000多颗系外行星,它们都是太阳系之外的行星,其中包含着类地行星,或许未来会发现潜在的生命形式。

  在我们有生之年的认知范围内,系外行星的发现对我们关于宇宙其他区域存在生命的可能性产生巨大影响,我们现在知道地球之外存在着成千上万颗地外行星,其中一些可能适合生命存在。

  哈德博士表示,探索发现其他恒星宜居带内类地行星,可能是我们探测地外生命的最佳时机,至少现在是这样的,我相信未来我们能在这样的行星上发现某种神秘生命。

  随着时间的推移,我们只会对生命起源所必需的化学物质产生更多认知了解,我们探索和关注最有可能与生命相关的化学物种的能力将不断提高。哈德说:“我不知道是否在有生之年能发现地外生命,但我非常有信心,人类最终将拥有先进的科技力量,未来我们可能会在银河系某颗星球上发现生命!”(叶倾城)

原标题:揭秘生命化学起源地外行星或悄然进行生命演变

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