成都做网站建设,营销营网站建设,个人网页设计图片大全,wordpress 表单 入库图片来源#xff1a;Pixabay长期以来#xff0c;人类一直渴望在宇宙中找到地外生命的痕迹#xff0c;但一项于今年早些时候发表的研究#xff0c;给持有此类想法的人泼了一盆冷水。基于“自然发生”学说以及其中的“RNA世界”假说#xff0c;研究人员认为在可观测宇宙中Pixabay长期以来人类一直渴望在宇宙中找到地外生命的痕迹但一项于今年早些时候发表的研究给持有此类想法的人泼了一盆冷水。基于“自然发生”学说以及其中的“RNA世界”假说研究人员认为在可观测宇宙中形成功能性RNA链至少包含40~60个核糖核苷酸残基的可能性极低而这一长度是RNA具有基本的自我复制功能的必要条件。当然在可观测范围之外正加速膨胀的整个宇宙中生命可能出现在无数的行星上只是我们或许永远找不到它们。撰文 | Tim Childers编译 | 石云雷生命的自然发生目前普遍被科学家接受的猜想是地球上各个角落活动的复杂生命都起源于非生命物质。而这些非生命物质随机组合形成了构建生命的基本结构这一过程也被称为“自然发生”学说abiogenesis。不过一直以来科学家还缺乏相关的研究依据来支持这个观点。最近东京大学的天体物理学教授户谷友则Tomonori Totani进行了一项创新性研究试图弄清楚生命由这些无机物自发形成的可能性。在这项研究中户谷友则建立模型检测了宇宙中是否有足够的恒星系统中存在允许生命自然发生的宜居行星。这一研究于今年2月发表在《科学报告》期刊上研究结果显示在可观测的宇宙中我们发现其他生命存在的可能性非常低。“我希望能至少发现一条自然发生学说的现实路径以便从科学的角度来解释这一学说”户谷友则说“一些人认为自然发生的可能性极低因此生命的起源难以从科学的角度来理解。但我作为一名科学家一直梦想能解释为什么我们会存在于地球上。”“RNA世界”户谷友则的研究主要关注自然发生学说中的基本假设生命起源于一个RNA世界。1981年诺贝尔化学奖得主沃特·吉尔伯特Walter Gilbert提出了“RNA世界”假说。这一假说认为在蛋白质、双链的DNA分子脱氧核糖核苷酸出现之前地球上主要存在着与DNA结构相似的RNA分子核糖核苷酸。构成核糖核苷酸中的核糖比脱氧核糖多一个氧原子这也导致RNA分子较DNA分子更不稳定。但在早期地球上RNA是第一个能复制和储存信息的分子还具有启动和催化化学反应的功能。这也是地球上的生命物质具有的两项基本特征。相比于现在以DNA和蛋白质为化学基础的生命RNA世界是一个更原始的分子世界。而在细胞中具有催化功能的RNA酶特别是RNA在核糖体中发挥的关键作用也极大地支持了“RNA世界”假说。尽管较为原始但RNA是由许多单体化合物连接形成的一种多聚物。具体而言RNA只能由一种被称为核苷酸的含氮碱基分子构成。一些研究人员表示为了让RNA具有基本的自我复制功能它至少需要含有40~60个核苷酸。所以这些由至少40~60个核苷酸组成的RNA分子是如何自发形成的呢虽然一些实验已经显示在适当的条件下经过足够长的时间核苷酸能自发组合形成RNA分子。但是随着RNA链的长度增加其丰度会迅速降低。在这些实验中长度超过10个核苷酸残基的RNA分子从未出现。“实验证实RNA聚合物可以依靠一个基本的随机过程形成”户谷友则说“一些实验声称能形成含有超过50个核苷酸单体的RNA链但这些实验并不能被重复出来。其中一个问题是一些聚合物很容易被误认为是长链的RNA聚合物。”户谷友则的模型利用了最保守的RNA聚合方法即每个核苷酸单体随机地一个接一个连接组成一条RNA长链。一些科学家认为由核苷酸单体形成的聚合物之间也能相互连接这能加速RNA长链的形成。但户谷友则表示这个过程“具有很大的投机性和假设性”。图片来源Pixabay可观测宇宙之外科学家认为在地球形成5~10亿年后生命开始在地球上出现。考虑到可观测宇宙中存在10^22颗恒星生命似乎有很大的机率在宇宙中的其他星球上出现。但考虑到邻近的恒星系统中宜居行星的数量户谷友则通过数据计算发现随机形成包含超过40个核苷酸的RNA链的概率很低。在可观测宇宙中在地球出现生命的时间范围内有机会让生命“自然发生”的宜居行星数量实在是太少了。“但整个宇宙远远大于我们目前能观测的范围”户谷友则表示“宇宙正处于加速膨胀时期其通过膨胀占据的广阔区域远超过我们能直接监测到的范围。如果在模型中考虑这些更大范围的宇宙空间时恒星周围存在的宜居行星生命自然发生的机率将会大幅增加。”大约在138亿年前宇宙诞生于大爆炸。此后宇宙一直在快速膨胀。如果将宇宙比作一只烤箱中的面包我们能观测到的宇宙就像被困在面团中一个气泡。这个气泡的边缘到地球的距离就是自大爆炸以来光传播的最远距离也就是可观察宇宙的大小。而可观察宇宙的体积可能不到通过膨胀形成的整个宇宙体积的10^78分之一。因此并没有充分的理由支持能在如此小的宇宙区域内会出现不止一次“自然发生”过程。随着宇宙不断膨胀我们可观测的宇宙范围会不断增大而在此之外的宇宙区域也会更加远离我们。据估计整个宇宙可能含有超过10^100颗恒星。当户谷友则考虑这些可观测范围之外的大量恒星时他发现生命的出现不再是不可能的而是非常有可能的。在我们所处的整个宇宙中生命可能会出现在无数的行星上。这一发现也支持了“RNA世界”假说尽管这也意味着我们几乎不可能在宇宙中找到新的生命。如果生命首先从RNA分子开始演化那么“地球上的生命则是由极为罕见的长链RNA聚合物产生的”户谷友则说“地球很可能是可观测宇宙中唯一拥有生命的行星。我预测未来对地外生命的观察或探索将不会取得结果。” 如果偶然在宇宙中相邻的行星上发现了生命户谷友则相信这颗行星上的生命和地球上的生命拥有相同的起源方式。当然生命物质有可能搭乘彗星和小行星穿过行星际或星际空间达到宇宙的某个区域进而导致了生命在那里的演化。虽然户谷友则的研究工作还无法回答这个最基本的科学问题但它可能指导对生命起源的后续研究。我们是否仍然是宇宙中唯一存在的生命还未可知。但是如果户谷友则的研究告诉了我们了什么结论的话那就是我们不应该相信在可观测宇宙中会存在其他生命。原文链接https://www.livescience.com/origin-of-life-rna-universe-model.html论文链接https://www.nature.com/articles/s41598-020-58060-0未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
