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国际新世纪娱,地球生命是如何诞生的?一个试验即将揭开这个30亿年的谜团

2020-01-09 15:02:05 浏览次数:3300
  

国际新世纪娱,地球生命是如何诞生的?一个试验即将揭开这个30亿年的谜团

国际新世纪娱,通过一项新研究,科学家试图再现原始环境条件,看非生命分子能否过渡为活细胞。

对生命是如何出现的这个问题,人们普遍接受的答案是进化。可问题是,非生命物质又是如何在30亿年前过渡到生物体的呢?

在美国威斯康辛大学麦迪逊分校,一个团队正将关键矿物质与有机分子组合起来,然后轻轻摇晃,试图重建生命的摇篮,看生命能否通过特定化学反应产生。

如果这些条件能“轻而易举”地催生生命,那么,地外生命可能比我们想象中更为普及。

实验室制造的生命早已有之。2010年,科学家将计算机设计的基因组注入已有细胞,再使细胞自我复制,成功创造出了一种前所未有的细菌。过了几年,另一个团队构建出可自我组装的人工细胞膜,可充当人工基因组的“硬件”。近期,研究人员又开发出一种半人造生物体,其dna内含有人工添加的基因信息。

如果说创造新型生命是在“扮演上帝”,那么重新营造出进化过程(就像威斯康辛大学麦迪逊学分校的科学家那样)就可以说是“扮演大自然”。

生命起源学已经发展了半个多世纪。对于非生命分子是如何过渡到活细胞的,科学家存在多种理论,其中最著名的也许要数“原始汤”理论了。该理论猜测,闪电或日光等能源来源与地球早期大气互动,形成有机化合物,这些化合物之间继续互动,催生出生命的基本单位——氨基酸,进而形成简单的生命形式。

但威斯康辛大学麦迪逊分校测试的是另一种理论,在该理论中,外部能量来源并不是必须的。有机化合物可以在黄铁矿(主要成分为二硫化亚铁)表面富集,而这些黄铁矿可以充当早期新陈代谢的催化剂。在当代细胞机制中,二硫化亚铁扮演着关键的催化作用,这种现象也许扮演着时光机的角色,让我们得以一窥生命起源时的景象。

研究人员将黄铁矿与有机化合物粒子混合装入瓶中,将样品瓶装入一个设备,开始轻轻摇晃。这样一来,这些化学物就会在黄铁矿表面富集,并在黄铁矿催化下开始复制。然后,成功“繁衍”的化学物“群落”就会扩散到其他黄铁矿颗粒上,继续传播。

效率最高的化学物群落扩散范围最广,团队会定期将一些颗粒转移到新的样品瓶内,使它们继续扩张。听着像自然选择?没错,这就是研究人员的本意。只不过在这一实验中,团队称之为“群落选择”,因为这一过程的选择对象是群体,而不是个体。

“在个体具备可遗传、多样性的属性之前,可能就存在这种群落级别的选择。”项目研究员人员卡林·维特西根(kalin vetsigian)说,“强大的群落可以长久存续。”

截至目前,这些化学物已历经30代,每一代都会被转移入新的样品瓶。研究人员正在展开密切观察,寻找类似生命活动的化学周期的产生迹象,比如热量的产生、能量的消耗,或是黄铁矿表面物质的量的改变。

“我渐渐相信,在很多地理环境中,类似生命的化学反应都是较容易出现的。”项目首席研究员大卫·鲍姆(david baum)说。“于是问题就变了:不再是会不会发生,而是我们怎么知道它发生了。”

研究结果不仅仅关系到地球上的生命是如何产生的。如果在特定化学条件下,生命能“轻而易举”地产生,那么,地外生命可能比我们想象中更为普遍。

“如果我们发现,很多不同的化学过程都支持类似生命的反应,那么地外生命的源头就会比我们预期中更多。”鲍姆说。

翻译:雁行

来源:newatlas.com

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