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(神秘的發(fā)現(xiàn)地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新浪科技:國(guó)外媒體報(bào)道,發(fā)現(xiàn)火星生命謎團(tuán),火星或或?qū)⒔視缘厍蛏纳?strong>武漢江岸區(qū)(小姐約炮)約炮崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款起源之謎!今年夏天,謎團(tuán)美國(guó)宇航局“毅力號(hào)”將啟程前往火星杰澤洛隕坑邊緣,揭曉此次任務(wù)的地球目標(biāo)是了解更多關(guān)于我們的鄰居行星,并收集樣本帶回地球。起源科學(xué)家希望通過(guò)研究該隕坑北部邊緣的發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古碳酸鹽巖,盡可能采集到生命跡象。火星或我們?cè)谀抢锇l(fā)現(xiàn)的生命生命任何事物,甚至是謎團(tuán)遠(yuǎn)古時(shí)期遺留下來(lái)的化石,都可能為揭曉地球早期生命如何孕育提供重要線索。揭曉
在地球深層生物圈,地球科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌,起源它們通過(guò)食用或者呼吸簡(jiǎn)單的發(fā)現(xiàn)地球燃料為自己充電。這或許是科學(xué)家開(kāi)始在火星上尋找生命的重要線索,目前火星生命是美國(guó)宇航局“毅力號(hào)”探測(cè)車的主要勘測(cè)目標(biāo)之一。
火星體積較大,而且每次耗資巨大僅能覆蓋部分地區(qū),因此有必要制定一些方案縮小搜索范圍。即使我們假設(shè)地球生命和火星生命是獨(dú)立誕生的,我們也可以從火星上發(fā)現(xiàn)地球生命演化的重要線索。到目前為止,最受推崇的
武漢江岸區(qū)(小姐約炮)約炮崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款方法是關(guān)注所有已知生命形式的共同行為:從環(huán)境中獲得能量的能力,通過(guò)對(duì)不同代謝系統(tǒng)的研究分析,我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞完成這一奇妙的目標(biāo)可歸結(jié)為一種共同策略,簡(jiǎn)單地講:電。
電流通常被認(rèn)為是一種人類技術(shù):精心設(shè)計(jì)的電路網(wǎng)絡(luò)編織著整個(gè)人類文明,用于滿足人類的需求。但暴雨天氣中雷電劃過(guò)天空時(shí),會(huì)使黃鐵礦晶體緩慢銹蝕,油田燃燒,早期人類并沒(méi)有發(fā)明電,無(wú)論我們多么渴望電能。事實(shí)上,電比人類出現(xiàn)得更早,比地球生命更早存在,作為一種無(wú)生命的物理過(guò)程,它也是生物體獲取生命能量的動(dòng)力核心。
能量可以完成許多工作,細(xì)胞是我們已知的生命基本單位,它們構(gòu)建蛋白質(zhì),復(fù)制自身,并抵抗無(wú)處不在的引力。而在我們所熟悉的地球生物圈中,生物體依賴太陽(yáng)能量來(lái)提供自己的動(dòng)能,或者直接通過(guò)光合作用,消耗太陽(yáng)的有機(jī)產(chǎn)物,這兩種過(guò)程基本上都是帶有電性的。地下深層生物圈的新陳代謝也是如此,數(shù)千米之下存在一個(gè)黑暗的平行世界,在地下幾千米深處,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌,它們通過(guò)食用和呼吸簡(jiǎn)單的地球燃料為自己充電,這或許為搜索火星等行星的原始生命提供重要線索。
從宇宙角度考慮,很難排除任何星球存在生命的可能性。
人們幾乎普遍認(rèn)為火星表面不適合生命存活,但在火星表面之下,存在著液態(tài)水,受殘存的地?zé)峄顒?dòng)和緩慢冷卻的地核輻射而變暖,科學(xué)家懷疑他們可能會(huì)在火星發(fā)現(xiàn)與地球深層生物圈相似的條件。如果地球上的生命細(xì)胞可以在這樣的條件下利用電能,那么火星上的生命細(xì)胞或許也可以。
在地球表面,許多生物體通過(guò)在葡萄糖和氧之間轉(zhuǎn)移電荷從而產(chǎn)生電能,在地球之下,他們可以利用氫氣和二氧化碳,但是這兩種情況下產(chǎn)生電能的操作是相同的,兩種兼容化合物之間達(dá)到電荷平衡。畢竟電是從靜態(tài)電荷或者動(dòng)態(tài)電荷中獲得的能量,但是電荷是什么?生命如何利用電能工作的呢?
“正電荷”和“負(fù)電荷”反映了參與電過(guò)程的原子的可觀察物理性質(zhì),就像表示分子溫度的“熱”和“冷”一樣,當(dāng)兩者分離時(shí),就無(wú)法正常運(yùn)行,當(dāng)兩者接觸時(shí),兩者之間會(huì)形成橋梁。電路的正負(fù)極也是如此,兩個(gè)端子之間的電荷差被稱為電壓,它們之間的電流可以被有效地利用,在地球上,更古老的深層生物圈細(xì)菌利用低壓電路,而更復(fù)雜的地表生物則依賴于高壓電路,因此,在探測(cè)火星表面的生命時(shí),我們應(yīng)該期望能在遠(yuǎn)離火星表面的地方找到更簡(jiǎn)單、進(jìn)化程度更低的低壓微生物,這是我們探索的主要目標(biāo)。
即使是從滲透到火星地殼的地質(zhì)氣體中獲取電能的基本微生物,也可能存在一種保守的代謝電路,因?yàn)樗幸阎娜祟惿锒际褂孟嗤臋C(jī)制為自己制造能量。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞都通過(guò)一種被稱為電子傳遞鏈(ETC)的生物絲進(jìn)行橋連供給它們吃和呼吸的電荷差異,電子傳遞鏈的普遍性表明,它是地球生命進(jìn)化過(guò)程中的一個(gè)早期創(chuàng)新,也是解決當(dāng)前問(wèn)題的最佳方案。假設(shè)火星上的生命起源與地球生命起源相似,我們可以期待在火星上發(fā)現(xiàn)更多版本的電子傳遞鏈,其中的任何差異將講述著兩個(gè)進(jìn)化途徑的故事。
如果地球和火星生態(tài)系統(tǒng)基于核酸或者氨基酸是基本相似的,這可能表明,火星生命是陸地起源,在火星遭受小行星頻繁碰撞過(guò)程中,很可能小行星將生命種子帶到了火星,該時(shí)期發(fā)生在大約38億年前。但還有另一種假設(shè),其核心機(jī)制是所有活細(xì)胞以保守的電能代謝方式生存,因?yàn)檫@是唯一可能發(fā)生的方式。
盡管這看起來(lái)像是進(jìn)化決定論,但細(xì)胞被限制在某種進(jìn)化路徑上的觀點(diǎn)似乎是可行的,無(wú)論它們出現(xiàn)在什么環(huán)境。當(dāng)然,地球上生物新陳代謝的核心電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng),更廣泛地稱為:“還原/氧化(氧化還原反應(yīng))”,即使在沒(méi)有生物的情況下也能產(chǎn)生電流。以科學(xué)家亞歷山大·沃爾特在18世紀(jì)發(fā)明原電池為例,他發(fā)明的核心氧化還原反應(yīng)對(duì)無(wú)處不在的現(xiàn)代電池仍然至關(guān)重要,自從他的發(fā)現(xiàn)之后,生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)類似的氧化還原反應(yīng)都是以新陳代謝為基礎(chǔ)。除了在金屬中提取電荷之外,自然界提供了各種不同的可食用、可呼吸的物質(zhì)。
在地下幾千米深處,細(xì)菌通過(guò)食用簡(jiǎn)單的地下燃料為自己充電。
從氫氣至硫酸鹽的所有化合物都可以作為代謝回路的末端,盡管它們存在一定的靈活性,但在結(jié)構(gòu)和功能等方面,多種生命形式的電子傳遞鏈相似度表明,在生物系統(tǒng)進(jìn)化歷程中僅存在少量的自由度。美國(guó)辛辛那提大學(xué)電子微生物實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人安妮特·羅維曾研究生物體代謝回路驅(qū)動(dòng)能量的不尋常方式。她在一些研究中聚焦通過(guò)電極攜帶呼吸電流的細(xì)菌,在一次電話采訪中,安妮特指出,雖然這兩種生物代謝系統(tǒng)可能“擁有看似相同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),但從進(jìn)化角度而言,它們多數(shù)是獨(dú)一無(wú)二的。”這意味著生物細(xì)胞在進(jìn)化歷史上對(duì)于電能采集分配問(wèn)題的策略是相同的,它們是通過(guò)什么物質(zhì)來(lái)解決的呢?三磷酸腺苷。
三磷酸腺苷簡(jiǎn)稱ATP,是一種令人難以置信的生物學(xué)物質(zhì),遍布世界各地。眾所周知,所有已知細(xì)胞都是使用電化學(xué)漸變實(shí)現(xiàn)生物功能,但大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)部并不直接接觸電流,相反,它們將電能輸送到一個(gè)移動(dòng)中間體——ATP,其原理與無(wú)線技術(shù)十分相似。在這種“無(wú)線傳輸機(jī)制”下,細(xì)胞內(nèi)部過(guò)程,例如:主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、聚合作用,遠(yuǎn)離代謝機(jī)制的區(qū)域。細(xì)胞使用擴(kuò)散性ATP提供必要的刺激,而不是依靠神經(jīng)線路,正如我們所知道的情況,ATP是生命的基礎(chǔ)貨幣,就像人類貨幣可以在社會(huì)中普遍交換一樣,ATP也可以很容易地在細(xì)胞內(nèi)交換。
ATP是一種高能彈簧分子,它比任何物質(zhì)都想要分裂,這種爆炸能力被蛋白質(zhì)用于執(zhí)行機(jī)械過(guò)程,ATP像電子傳遞鏈一樣,已進(jìn)化了很多次。這種進(jìn)化趨同性的強(qiáng)大本質(zhì)暗示我們會(huì)在地外生命中發(fā)現(xiàn)ATO或者類似的中間體物質(zhì)。
活細(xì)胞以這種方式進(jìn)化,因?yàn)檫@是唯一可能發(fā)生的方式。
接下來(lái)的問(wèn)題是,我們?cè)诘厍蛏嫌^察到的模式——電子傳遞鏈及其ATP產(chǎn)生過(guò)程中的作用,是所有生命的基礎(chǔ),還是我們所知生命的基礎(chǔ)。在地球上找到實(shí)時(shí)進(jìn)化的替代系統(tǒng)是很困難的,因?yàn)樵技?xì)胞即使是生長(zhǎng)最慢的競(jìng)爭(zhēng)者,也會(huì)在38億年的進(jìn)化過(guò)程中勝出。也許在我們的深層生物圈中,生命先驅(qū)物種數(shù)量豐富,但是捕食行為阻止了它們的發(fā)展。在火星低能量深度進(jìn)行探索,這里潛在的生物活動(dòng)較慢,可能會(huì)發(fā)現(xiàn)古老的生命結(jié)構(gòu),填補(bǔ)我們對(duì)這兩顆行星上最早生命形式的認(rèn)知空缺。
探索火星表面之下的生命起源并不是什么新想法,20世紀(jì)博學(xué)家托馬斯·古爾德曾預(yù)測(cè)稱,地下深層生物圈真實(shí)存在。該預(yù)測(cè)比實(shí)際發(fā)現(xiàn)地下生物圈早10年,他還認(rèn)為,在星球表面深處,由化學(xué)物質(zhì)提供能量的生命形式……可能在宇宙中非常普遍。最新實(shí)驗(yàn)?zāi)P捅砻鳎瑑H在銀河系就存在大約60億顆類地行星,暗示維持地球早期生命的低壓化學(xué)物質(zhì)可能遍布整個(gè)宇宙。古爾德的理論觀點(diǎn)可適用于火星等多顆天體的地下環(huán)境探索。
古爾德提出的另一個(gè)建議是:我們對(duì)生命的定義可能受到我們經(jīng)歷的限制。他認(rèn)為,在已知地下深層生物圈通常是一個(gè)很大的區(qū)域,對(duì)于我們所知道的細(xì)菌生命而言,這里太熱了,但它仍然能夠支持其他可以調(diào)節(jié)這些能量反應(yīng)的化學(xué)處理系統(tǒng)。換句話講,可能會(huì)有其他范式擴(kuò)展我們對(duì)生命本身的理解。
其他科學(xué)家也有同樣的想法,雖然正如我們所知的那樣,生命是由電能驅(qū)動(dòng),但是任何能量梯度都可能成為火星燃料。羅維謹(jǐn)慎推測(cè)稱,生命碰巧是通過(guò)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的,所以人們?cè)趯ふ移渌行巧系纳鼤r(shí)會(huì)尋找它們,但是生命可能還有其他獲得能量的方法——熱能或者磁性過(guò)程,這些方法在一開(kāi)始似乎對(duì)生命而言是不可行的,但誰(shuí)知道呢?在宇宙角度來(lái)考慮,很難排除任何可能性。
盡管如此,似乎大多數(shù)研究人員將賭注押在火星上,認(rèn)為這顆紅色星球很可能存在生命跡象。澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)研究員大衛(wèi)·弗蘭尼瑞在接受電話采訪時(shí)表示,我們現(xiàn)在知道深層生物圈的范圍很廣,因此,如果過(guò)去火星上曾存在生命的話,我們有理由假設(shè)火星上也曾存在類似的生物圈。在地球上,生物很可能是從地下深處向地表進(jìn)化,未來(lái)我們的火星探測(cè)車將鉆入火星地殼,揭曉潛在的第二棵生命之樹(shù)根源。