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若土卫六存在生命:细胞膜将与地球生命完全不同
2020-02-13 09:04:16  出处:新浪科技  作者:任天 编辑:雪花   点击可以复制本篇文章的标题和链接

一项新研究又为我们提供了探访外星世界的理由。在《科学-进展》( Science Advances)杂志发表的一篇新论文中,瑞典查尔姆斯理工大学的希尔达·桑德斯罗姆(Hilda Sandström)和马丁·拉姆(Martin Rahm)阐述了在土卫六上存在生命的可能性,更具体地说,他们讨论了生物是否需要细胞膜才能生存。

众所周知,细胞膜对生命至关重要,因为它们可以将有害物质阻挡在外,以此保护细胞内部的完整性。与此同时,细胞膜还允许细胞所需的营养物质进入,并将废物排出。地球生命的细胞膜结构外侧呈极性(可以与水很好地相互作用,水是一种极性溶剂),内侧则呈非极性。一般认为,在地球早期的环境条件下,最初的细胞膜可以自我组装。

在土卫六上,情况完全不同。这里的温度非常低,可以达到约摄氏零下180度,地表附近没有液态水,也没有游离氧。但是,土卫六表面具有由甲烷和乙烷组成的湖泊,而这些碳氢化合物是非极性的。许多科学家据此提出,与地球相比,土卫六上如果存在细胞生命,那么其细胞膜极性与地球生命是相反的,即外侧呈非极性,可以与作为溶剂的甲烷相互作用,而内侧则恰恰相反。在一篇引人关注的论文中,来自美国康奈尔大学的詹姆斯·史蒂文森(James Stevenson)及合著者提出,“azotosome”可能是土卫六生命的细胞膜。这是一种假想的膜结构,不像地球生命的细胞膜那样含有磷和氧,却含有氮。

在这项研究的基础上,桑德斯罗姆和拉姆利用计算机模型进行模拟,以确定这些“极性倒置”的膜是否能够在土卫六的环境条件下自我组装。答案是否定的。而且,azotosome并不稳定,对生命而言这似乎是个坏消息。

不过,根据研究作者的说法,由于土卫六的极端低温,生物大分子将无法移动。如果土卫六上存在某种生命形式,那它们将需要依靠小分子的缓慢扩散,而任何薄膜结构都会阻碍这种扩散,也会阻碍废物向相反方向的转移。因此,研究作者推测,土卫六上的任何潜在生命可能根本不需要膜。

有科学家对此表示怀疑,认为细胞膜的存在对于维持细胞内外的不平衡仍然至关重要。没有细胞膜,就不能阻止宝贵的有机分子向周围环境流失。无论是在土卫六上,还是在其他任何星球,生命可能都需要维持其最小单位——细胞——的完整。不过,在土卫六这样的奇异环境中,我们不得不对地球上认为是常识的假设提出质疑。当然,和其他问题一样,获得答案的最好方法就是向土卫六派遣飞行器,比如美国国家航空航天局的“蜻蜓”(Dragonfly)任务,对这个充满甲烷的星球进行近距离探测。

“蜻蜓”飞行器

美国国家航空航天局(NASA)将于2026年发射“蜻蜓”飞行器,到达土卫六前,它需要历经8年的漫长飞行。根据计划,该飞行器将在土卫六服役两年半,期间进行约20次飞行任务,航程长达180公里。据报道,“蜻蜓”能够飞到500米高空,还能与环绕土卫六运行的“卡西尼”号探测器相互配合,并与地球直接通信。

NASA的科学家认为,土卫六可能存在生命形成所需的液态水、有机物和光照能量等环境条件,并且在火山口附近区域的条件最好,最可能存在生命。因此,“蜻蜓”飞行器将在名为“塞尔克”的火山口附近着陆,并进行巡航探测。

若土卫六存在生命:细胞膜将与地球生命完全不同

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