泰坦的碳氫化合物湯能維持生命嗎？

【博科園-科學科普（如有疑問及相關問題請評論區留言，「博科園」會挑選問題給予回復解答）】美國國家航空航天局的研究人員已經證實了土衛六大氣中存在的乙烯基氰化物，這是一種有機化合物，它可能會為泰坦巨大的甲烷海洋中的微生物生命提供細胞膜。如果這是真的，它可以向我們證明沒有無處不在的水，生命就能蓬勃發展。地球上的細胞膜是由磷脂組成的：分子鏈上有磷氧的頭和碳鏈的尾巴，它們結合在一起形成了水裡的柔性膜。以甲烷為基礎的生命，如果存在的話將需要一種替代地球磷脂的存在，並將開放更廣泛的行星和衛星，以實現外星生命的可能性。一種可能的替代方法是乙烯基氰。

這張照片顯示了泰坦在紫外光和紅外波段。紅色和綠色表示大氣中的甲烷吸收光的位置，而藍色則表示大氣中上部的煙霧。圖片版權：NASA/JPL/Space Science Institute

卡西尼號宇宙飛船首次通過使用其質譜儀來推測土星衛星上的乙烯基氰化物的存在，但是在智利沙漠的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)的高度敏感的注視下，證實了乙烯基氰化物確實存在。莫林·帕爾默是美國宇航局戈達德太空飛行中心的研究員在綠地，馬里蘭州一篇論文的主要作者描述了科學研究的進步，檔案收集的數據從阿爾瑪,看到丙烯腈在土衛六的大氣層，在海拔超過200公里,最高濃度高於泰坦的南部地區。

在土衛六的低溫下，溫度達到-179攝氏度(-290華氏度)，大氣中的有機分子形成雨滴，在一個類似地球水循環的天氣周期中，降雨到甲烷湖。在那裡可能創造出簡單的、微觀的生命形式。帕爾默的研究小組進行了一項模擬研究，研究表明，泰坦的北部湖泊Ligeia Mare有足夠的乙烯基氰化物，每立方厘米大約有1000萬個細胞，大約是地球沿岸海洋細菌數量的10倍。

泰坦最北的大湖Ligeia Mare，含有足夠的乙烯基氰化物，可形成每立方厘米1000萬個細胞的細胞膜。圖片版權：NASA/JPL–Caltech/ASI/Cornell

乙烯基氰化物尚未被證實能產生生命，但康奈爾大學的研究人員早前的一項研究也發表在《科學進展》上，使其成為一種有趣的前景。康奈爾大學的研究人員，由化學和生物工程教授Paulette Clancy領導，開始研究泰坦上存在的分子是否可以形成稱為azotosomes的細胞膜，這是在泰坦液態甲烷條件下可能形成的細胞膜的名稱。在地球細胞膜中發現的磷和氧，在泰坦的寒冷的甲烷海洋中並不存在，所以任何類似細胞的薄膜都必須以氮、氫和碳為基礎，而這些都是土衛六上的大量物質。對含有這些元素的各種分子的分子建模研究表明，乙烯基氰化物是最有可能形成一種穩定和柔性膜的分子，在土衛六的條件下，它就像地球的細胞膜一樣。

不過像其他任何生物一樣，以乙烯基為基礎的生活將面臨泰坦上的挑戰。然而如果能在實驗室里對泰坦的海洋環境進行模擬就會更加樂觀地看待泰坦的形成。她進一步指出由於其廣泛的大氣化學性質，以及它的表面液體，土衛六是一個有趣的化學實驗室，研究可能的生物化學的邊界，以創造生命。帕默的實驗室發現是「對我們的預測的一種令人興奮的驗證，因為他們也發現，乙烯基氰化物的濃度足以使自組裝成為一種可行的過程。還顯示了分子模擬的力量，將手電筒照射到最有希望的生物生存環境中，而這些條件在實驗室中是很難模仿的。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Science Advances

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Astrobio

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！