
生命需要重復(fù)化學(xué)反應(yīng)。描述自我持續(xù)重復(fù)所需的究表各種反應(yīng)和條件——稱為自動催化——可以專注于在其他星球上尋找生命。(圖片來源:uux.cn/betül kaar)
(神秘的明外命武漢洪山怎么約小姐酒店上門電vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(查爾斯·蔡):一項新的研究發(fā)現(xiàn),自我維持的碳基化學(xué)反應(yīng)可能支持與我們所知的生命截然不同的生物,這些生物可能存在于許多不同的新研星生星球上,使用地球生命所基于的究表碳以外的各種元素。
在地球上,明外命生命基于有機化合物。碳基這些分子由碳組成,新研星生通常還包括其他元素,究表如氫、明外命氧、碳基氮、新研星生武漢洪山怎么約小姐酒店上門電vx《1662+044+1662》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)磷和硫。究表
然而,明外命科學(xué)家們長期以來一直想知道外星生命是否會基于顯著不同的化學(xué)成分而進化。例如,研究人員長期以來推測硅可能也是生物學(xué)的支柱。
“探索這些可能性很重要,這樣我們就可以了解所有形式的生命可能是什么樣子,而不僅僅是地球生命,”該研究的高級作者betül kaar告訴Space.com,他是威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的天體生物學(xué)家、細(xì)菌學(xué)家和進化生物學(xué)家。
一種對地球生命至關(guān)重要的化學(xué)反應(yīng)被稱為自動催化。自催化反應(yīng)是自我維持的——它們可以產(chǎn)生分子,促使相同的反應(yīng)再次發(fā)生。想象一下兔子數(shù)量的增長。成對的兔子聚集在一起,生下一窩又一窩的新兔子,然后這些新兔子長大成雙成對,生下更多的兔子。不需要很多兔子,很快就會有更多的兔子。
“生命起源研究人員關(guān)心自動催化的一個主要原因是因為繁殖——生命的一個關(guān)鍵特征——是自動催化的一個例子,”卡卡爾說。“生命催化更多生命的形成。一個細(xì)胞產(chǎn)生兩個細(xì)胞,可以變成四個,以此類推。隨著細(xì)胞數(shù)量的增加,可能的相互作用的數(shù)量和多樣性也相應(yīng)增加。”
在新的研究中,研究人員尋找有機化合物以外的自動催化。他們推斷自動催化有助于推動自然發(fā)生——從無生命狀態(tài)到生命的起源。
科學(xué)家們專注于所謂的“配比循環(huán)”,這種循環(huán)可以產(chǎn)生一個分子的多個副本。這些產(chǎn)品可以用作起始材料,幫助這些循環(huán)再次發(fā)生,導(dǎo)致自動催化。
該研究的主要作者、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的進化生物學(xué)家彭真告訴Space.com說:“可以說,配比是獨一無二的,因為這是一個產(chǎn)生多個輸出的單一反應(yīng)——它看起來很像繁殖。”。
為了找到這些反應(yīng),科學(xué)家們分析了兩個多世紀(jì)以來用許多不同語言編寫的數(shù)字化科學(xué)文件。“通過有效的語言搜索和翻譯工具,我們能夠設(shè)計和進行這種首次對自動催化循環(huán)普遍性的評估,”研究合著者、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的地質(zhì)學(xué)家扎克·亞當(dāng)告訴Space.com。
最終,研究人員發(fā)現(xiàn)了270種不同的自動催化反應(yīng)循環(huán)。“自動催化可能并不罕見,但相反,它可能是許多不同環(huán)境的普遍特征,甚至是那些與地球真正不同的環(huán)境,”卡卡爾說。
270個循環(huán)中的大多數(shù)沒有使用有機化合物。一些圍繞著地球上生命中缺少或極其稀有的元素,如水銀或放射性金屬釷。許多循環(huán)可能只在極高或極低的溫度或壓力下發(fā)生。
研究人員甚至發(fā)現(xiàn)了四個涉及惰性氣體的自動催化循環(huán),這些惰性氣體很少與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。彭說,如果甚至像氙這樣相對惰性的氣體也能參與自動催化,“我們有充分的理由猜測,其他元素更容易發(fā)生自動催化”。
其中只有八個循環(huán)是由四個或更多反應(yīng)組成的相對復(fù)雜的循環(huán)。270個循環(huán)中的大部分都很簡單,每個循環(huán)只包含兩個反應(yīng)。
“人們認(rèn)為這種反應(yīng)非常罕見,”卡卡爾在一份聲明中說。“我們證明了它實際上并不罕見。你只需要找對地方。”
研究人員指出,將多個周期結(jié)合在一起是可能的,即使它們彼此非常不同。這可能導(dǎo)致自我維持的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生各種各樣的分子,產(chǎn)生大量的復(fù)雜性。
“有了這么多可供借鑒的自動催化的基本配方,現(xiàn)在研究的重點可以轉(zhuǎn)移到理解自動催化如何通過配比,在塑造行星的化學(xué)方面產(chǎn)生更顯著的影響,”卡卡爾說。
科學(xué)家們希望未來的研究可以實驗性地測試他們創(chuàng)造的這本新食譜。
“這里介紹的循環(huán)是一系列基本配方,可以以我們星球上從未嘗試過的方式混合和匹配,”彭說。“它們可能會導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)復(fù)雜化學(xué)的全新例子,這些例子在碳基甚至硅基循環(huán)過于燃燒或凍結(jié)的條件下工作。”
研究人員警告說,這些周期的可能性有多大還不確定。“不能保證我們整理的所有例子都可以在實驗室運行或在其他天體上找到,”彭說。
除了這項工作可能對尋找宇宙中的生命和理解生命的起源具有意義,這項研究可能還有實際應(yīng)用,例如“優(yōu)化化學(xué)合成和有效利用資源和能源,”亞當(dāng)說。"另一個是用化合物來完成有趣的任務(wù),如化學(xué)計算."
科學(xué)家們在9月18日的《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。