烴的海洋能否調成生命的配方

新聞 03-05

原標題：烴的海洋能否調成生命的配方

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經過模擬土衛六海洋環境的實驗，科學家們發現土衛六上的丙烯腈是可能構成土衛六生命的主要原料之一。

NASA的研究員已經確認土衛六泰坦的大氣中存在丙烯腈，丙烯腈是一種有機化合物，能夠形成在泰坦的甲烷海洋中的微生物細胞膜。如果這種假設是真的，那麼就可以證明生命不一定需要水就可以繁衍生息。地球上生物的細胞膜是由磷脂構成的：磷酸基團的頭部和含碳的尾部結合在一起，從而形成在水中能夠靈活多變的膜。然而以甲烷為基礎的生命是有可能存在的，並且如果這種形式的生命存在，那麼便擴大了尋找地外生命的範圍。但是這種生命和地球上以磷脂為基礎的生命的存在形式是不一樣的，丙烯腈為這種想法提供了可能性。

這張圖片顯示了紫外線和紅外線下的土衛六。紅色和綠色的光顯現出了正在吸收光線的甲烷，藍色的光表現了大氣效果。

Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

卡西尼號探測器曾用它攜帶的質譜儀第一次推測出這顆土星行星上有丙烯腈的存在，隨後位於智利沙漠的阿塔卡瑪大毫米波／亞毫米波陣（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA）用其敏銳的視覺證實了丙烯腈的確存在於這個行星上。

這三個圖片源自於卡西尼探測器的雷達數據，顯示了麗姬亞海（土衛六上最大的碳氫化合物海洋之一）中那特有紋路的變化。

Credit: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell

莫林·帕爾默是NASA位於馬里蘭州戈達德空間飛行中心的研究人員，他收集了關於ALMA的歷史數據，從土衛六（Titan）的高層大氣（海拔高於200km）中觀測到了丙烯腈，同時發現它在南極點的濃度最高。

在土衛六的低溫下（約零下179攝氏度），大氣中的有機分子以小液滴的狀態出現，從而能夠從空中降入充滿甲烷的湖中之後形成一個天氣循環，就像地球上的水循環那樣。這裡，它們也許可以形成簡單的微生物——帕爾默的團隊模擬了這一情境，發現在土衛六上北部的湖「麗姬亞海Ligeia Mare」中，那裡的丙烯腈足夠形成每立方厘米一千萬細胞的濃度，這大約是地球上沿海地區微生物濃度的10倍。

關於丙烯腈是否能形成生命，現在並沒有被證實，但是康奈爾大學較早發表在《科學進展》（Science Advances）上的一項研究為這個想法帶來了一個迷人的前景。這些康奈爾的研究人員在生物與化學工程的教授波萊特·克蘭西的帶領下，共同探尋了土衛六上的分子能否構成細胞膜，這種在土衛六液態甲烷環境下形成的細胞膜被命名為azotosomes。

土衛六極點的大湖「麗姬亞海」含有足夠的丙烯腈，能形成每立方厘米一千萬細胞的濃度。

Credit: NASA/JPL–Caltech/ASI/Cornell.

在地球上生命的細胞膜中存在的磷元素和碳元素並不存在於土衛六寒冷的甲烷海洋中，所以如果有任何類似於細胞膜的結構一定是基於氮、氫、和碳元素的，這些元素在土衛六上都很豐富。通過研究含有這些元素不同分子的結構模型，研究人員發現丙烯腈在土衛六的環境條件下最可能形成穩定柔韌的細胞膜，就像地球上生命的細胞膜一樣。

不過，丙烯腈形成生命這一假說，在土衛六的環境條件下仍然面臨著許多問題。但是，帕爾默說，「如果在實驗中模擬土衛六甲烷海洋的條件下可以使細胞膜形成，我們就能夠樂觀地希望它能夠真的形成在土衛六的環境中。」

同時她補充道，泰坦擁有廣闊的大氣化學環境，和表面的液體環境，它是「一個有趣的化學實驗室，能夠用來研究生物化學中形成生命的種種可能。」

原文鏈接：https://www.space.com/39803-titan-hydrocarbon-soup-recipe-for-life.html

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作者：Lisa Kaspin-Powell

翻譯：王晴

編排：王晴

校對：魯瑞

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