Science 杂志： 陨石中发现不同进化阶段物质

morning

《Science》06/10/2011

Author：Herd, Christopher D. K.; Blinova, Alexandra; Simkus, Danielle N.; Huang, Yongsong; Tarozo, Rafael; Alexander, Conel M. O’D.; Gyngard, Frank; Nittler, Larry R.; Cody, George D.; Fogel, Marilyn L.; Kebukawa, Yoko; Kilcoyne, A. L. David; Hilts, Robert W.; Slater, Greg F.; Glavin, Daniel P.; Dworkin, Jason P.; Callahan, Michael P.; Elsila, Jamie E.; De Gregorio, Bradley T.; Stroud, Rhonda M.

陨石不会总是宣告它的造访，但2000年1月18日落在加拿大的一块陨石却不怎么“腼腆”。随着一团呼啸的火球砸向地面，它落在了不列颠哥伦比亚省群山中的塔吉什湖上——当时是冬天——在冰面上裂成了碎片。

直到1月25日和26日，科学家们才来到事发地点，采集了直径13英尺的一块陨石碎片。科学家们把这些碎片冰冻起来，定期供科学分析。本周发表在《科学》周刊上的最新研究令人瞠目结舌：生命在小行星上的形成可能要远远早于在地球上产生的时间。

以前曾在陨石样本中观察到一些生命起源之前的物质，因此艾伯塔大学地质学家和矿物学家克里斯托弗·赫德及其同事对于在塔吉什陨石样本中发现这些物质并不感到太惊讶。但是，出乎意料的是，他们看到了各个进化阶段的物质，从最简单的形式到最复杂的形式。这就好像科学家们不仅发现了蝴蝶，而且还发现了蛹和毛虫。

赫德说：“从一个阶段到下一个阶段存在这种线性联系。我们看到了5种不同发展阶段的有机物质。”

赫德及其同事认为，塔吉什陨石作为一种温床，飞越太空，产生了越来越复杂的有机化合物，然后落在了不列颠哥伦比亚省。在如今充满生命的地球上，更多的有机化合物并不产生多少差别。但在最初荒芜的地球上，它们扮演了重要的角色———至少给已经蓬勃发展的地球有机物中加入了外星因素。

塔吉什陨石形成的方式与太阳系中所有小行星和陨石形成的方式一致：都源自最初的气体和尘埃漩涡，这种漩涡也产生了太阳和行星。漩涡中的氧气和氢气结合产生了水，而这种结合也发生在小行星母体中。陨石聚合产生的引力热量，加上陨石自带的放射性物质，保持了水的热度，在某种程度上也保持了水的波动，并遍布小行星。

赫德说：“过段时间后，热量消失，这一过程结束，就会产生有机物质的不同阶段。”

这并不意味着真正的生命起源于小行星。这只是意味着生物进化可能发生在太阳系的各个地方，一些早期化学物颗粒可能洒在了地球上。换句话说，有外星人存在———至少它们在一定程度上跟我们一样。

Cobra

morning 发表于 2011-6-17 09:43
《Science》06/10/2011

Author：Herd, Christopher D. K.; Blinova, Alexandra; Simkus, Danielle N.;  ...

yaobooyao

This make a lot sense.

So basically, we can predict that all kinds of lifes are fundamentally as the same as us human being.

面瓜

低引力状态下也会进化出蝴蝶形状的生物吗？

还有，从单细胞到蝴蝶，已经走完了地球生物进化的大半程，离人类已经不远了。

面瓜

回复 yaobooyao 的帖子

我觉得进化出蝴蝶好像有点不可信
不同的大气密度/组成，引力，至少翅膀和呼吸系统会很不一样。

左右对称，这对于有重力环境的动物，应该是都一样的；

六足4翅，有什么讲究吗？

yaobooyao

面瓜 发表于 2011-6-17 14:11
回复 yaobooyao 的帖子

我觉得进化出蝴蝶好像有点不可信

I have no idea.

Always wonder where and how we come from  by when.

morning

面瓜 发表于 2011-6-17 14:58
低引力状态下也会进化出蝴蝶形状的生物吗？

还有，从单细胞到蝴蝶，已经走完了地球生物进化的大半程，离 ...

陨石可以来自气体，也可以来自大的行星。所以引力应该不会是问题。

面瓜

morning 发表于 2011-6-17 22:25
陨石可以来自气体，也可以来自大的行星。所以引力应该不会是问题。

即使是大行星，引力和地球差几倍也很可能。
几倍的引力差别足够带来生物形态的巨大不同。

面瓜

另外，似乎到现在还没有发现氮基生命体的例子阿？

地球上的生命是碳基的

morning

面瓜 发表于 2011-6-17 17:33
即使是大行星，引力和地球差几倍也很可能。
几倍的引力差别足够带来生物形态的巨大不同。

这确实是有可能，所以在陨石里发现的是5种不同发展阶段的有机物质，而不是蝴蝶本身。要是直接发现蝴蝶的话，那些基督教人士还不得当场吐血而亡。

但就是5种不同发展阶段的有机物质，也是惊天动地的发现了。这寓意着生命的来源，在我们可见的宇宙中，有其规律可究。

morning

面瓜 发表于 2011-6-17 17:34
另外，似乎到现在还没有发现氮基生命体的例子阿？

地球上的生命是碳基的

这个话题开始联系到生命的体现形式了。

砷基生命比氮基生命的研究更多一些，发现也多一些。下面是Sicence 关于砷基生命的文章。

《science》12/10/2010

2010年12月3日凌晨3:00，NASA在它的华盛顿总部又一次公布了一个 “震撼世界”（其实原文是exceptional，非凡的 ）的消息：我们在地球上，确切地说是在美国加州的莫诺湖（Mono Lake，题图），发现了对太空生物学很重要的东西：一种exceptional的细菌，我们姑且可以称它“砷基生命”。

莫诺湖的湖水盐度和碱度极高，也是世界上的天然水体里砷含量最高地方的之一，这种极端的生境造就了不少耐受极端环境的生物。而由NASA赞助的科学家Felisa Wolfe-Simon在湖底发现并在实验室成功培育的GFAJ-1菌株——属于变形菌门（Proteobacteria），比单纯耐受环境更向前走了一步，它利用本该忍受的物质作为自身生命的基础：对大多数生物有毒的砷，被它用来作为磷的替代物成为细胞的基本元素。

Felisa成功用砷培养出的GFAJ-1菌株，放射性同位素标记证实了它们用砷组成自身（NASA）

如此看来，GFAJ-1确实是地球生命中的另类，但这和NASA所说的太空生物学有什么关系？GFAJ-1的exceptional之处在于，它第一个证实了生命必需的元素可以替代的想法，因此，那些过去被描述为“不适合生命”的外星环境，也许需要重新审视，它们也许实际上对于当地的生命来说是一片沃土。

元素周期表里排在磷下面的砷，同样也主要存在于矿石中，不过砷也有天然的单质，它并不比磷更难利用，甚至在一些地方比磷更丰富——比如莫诺湖。其实砷之所以有毒，就是因为它太容易被生物错用：砷作为和磷类似的物质，时常参与到生物的新陈代谢中，常温下的试管里，AMP（单磷酸腺苷，比ATP少两个磷酸的东西，RNA的基本单元之一）需要酶促反应才能生成，而AMAs（单砷酸腺苷）很容易自动生成。因为由砷组成的物质干扰了本该由磷来参与的生命过程，所以它有毒，著名的毒药比如砒霜，即三氧化二砷。

通常条件下，为什么能不接受砷作为前面说到的那些很重要的生命物质的组分呢？因为常温下，砷的化合物不如磷的化合物稳定，如果DNA分子里面有砷酸用作连接物，DNA链就很容易从砷酸那里断裂。可是，GFAJ-1菌株，作为一种罕见的嗜极生物，做到了把砷安全地利用起来：它也许并没有把细胞中的磷全部替换为砷，但它们含有砷酸的DNA甚至扛住了实验室提取的一系列过程，在对基因组进行详细分析之前，我们暂时还不知道它们是怎么做到的。

其实，在莫诺湖发现利用砷的生物已经不是新闻。早在2008年，就已经发现了用光能氧化亚砷酸，而不是光解水来进行光合作用的细菌。不过这种细菌只是将砷的化合物作为光反应中的电子提供方来固定二氧化碳，但是这次发现的GFAJ-1菌株却在用砷组成自身的各种关键分子，因此被称作“砷基生命”而引起了学术界的轰动。

们惧怕的环境也许有生命欣欣向荣，呃，反之亦然……

科学家们推测这些以砷为生的生命没准儿是我们这颗星球上很古老的居民。在地球上的磷还没有被生物圈搬运到全世界的时候，也许很多地方的生物只能靠砷吃饭，用亚砷酸来进行光合作用的生物也许也比现代我们熟悉的光合生物出现得早。如果原始地球是这样一种景象，那么何况外星呢？我们认为砷基生命的结构不稳定，只是在我们这个物种的体温和我们感到舒适的室温条件下，而在-180摄氏度的土卫六的情况又如何呢？

那些“不适合生物生存”的星球也许只是由于我们认识局限的一厢情愿，至少在今天，我们知道生物学家们长期以来熟悉的地球生命六大元素就有可能被取代。“科学始于当你不相信专家之时。”NASA发布会上的一位嘉宾这样说。