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宇宙中还有比人类更高的生命吗

2018-11-14 11:41:39 作者:迷迷

莎士比亚说人是宇宙的本质。如果那是真的,宇宙中还有比人类更高的生命吗?最近,英国科学家提出了一个不同的想法。  

莎士比亚曾经用Hamlet的话来表达人类的骄傲:人类是宇宙的本质!但是,当我们的视野进入太空时,我们逐渐地感觉到,在宇宙深处可能有更高智慧的生命,我们只是一个小角色。但是证明这个猜想的最好方法是找到我们的宇宙伴侣,外星人。  

为了尽快找到外星人,半个多世纪以来,人类从未尝试过任何方法:我们研制的太空望远镜正变得越来越强大,可以覆盖整个天空;我们努力设计各种信号向外星人发送问候……我们有多少次从惊奇的巅峰跌落到失望的底部比如,在20世纪60年代,科学家们曾经把脉冲星信号看成是来自小绿人的回声。更不用说马丁,家里的火星叔叔,为我们梦想了多少年了。  

另一方面,随着高性能望远镜的深入研究,越来越多的行星进入我们的视野。虽然还没有发现与地球完全相同的行星,但有迹象表明,对生命友好的行星在宇宙中并不罕见。  

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这使我们回到了一个长期存在的谜团:既然宇宙中有许多可居住的家园,为什么我们找不到外星人呢  

当然,有些人提出了各种借口:也许外星文明在殖民外星世界之前就被摧毁了;也许即使万事俱备,生活也难以产生——例如,有些人认为地球上的生命种子并非天真。但是,这些观点是无法令人信服的。  

每个人都知道,如果你想活着,就得吃饭。我们吃的食物最终会变成燃料电池。但是对于现代电池,燃料的使用极其复杂,而这套复杂的机制,本身就是进化的产物,对于原始生命,显然没有。  

首先看闪电。首先,闪电在短时间内释放出大量的能量,但是它不能被收集和储存。到目前为止,我们还没有发现任何细胞、动物植物能够获得这种形式的能量。原始生命也不可能获得这种能量。  

紫外线辐射是真的。今天,单个的单细胞生物和大多数植物可以通过光合作用从太阳获得能量,但是光合作用过程非常复杂,原始生命不应该有这种能力。  

有两条线索值得我们去探索:第一条线索来自对现代单细胞基因组的比较研究。通过这种比较,我们可以为它们建立谱系并追踪它们的共同祖先。研究表明,最早的细胞可能通过反应获得碳和能量。该反应不仅直接生成有机分子,而且利用释放的能量将小分子连接成有机聚合物。生命的物质基础只是复杂的有机聚合物。  

第二条线索来自对细胞能量产生机制的研究。科学家们相信细胞可以依靠电活动来获得能量。这个想法是由英国生物化学家彼得·米切尔在1961年提出的,但是直到这场争论将近20年后才被接受。因为这太出乎意料了。  

米切尔认为,在现代多细胞生物中,细胞获得的能量取决于电活动。具体而言,线粒体内膜的两侧之间的电位差是由于H+的浓度不同。由于膜的浓度不同,在膜的两侧形成约150mV的差值,这听起来可能不是很多,但是考虑到膜的厚度约为毫米的五分之一,电场非常强,达到3000万伏特/m,比较器。单细胞有机体可以用来驱动鞭毛运动或提供其他动力。对于单细胞生物,虽然体内没有线粒体,但上述能量产生机制仍然存在,除了电位差不是线粒体。AL膜,但细胞膜。  

虽然这种能量产生机制对于现代细胞来说极其复杂,但是由于它对于单细胞和多细胞生物来说是共同的,因此可以推断最早的单细胞生物可以利用这种机制来产生能量,但是这种机制没有变得像它那么复杂。现在,它就像一台机器。起初比较简单。经过几代人的改进,它已经变得更加复杂和复杂,但是它的基本工作原理没有太大变化。  

因此,早期生命如何完成今天需要非常复杂的机制才能成为有能力的科学家思考深海热液解决方案。  

当谈到深海热液流体时,许多人立刻想到海底的黑色烟囱,它们存在于海底的火山口附近。热液是酸性的,但这里我们指的是碱性海底热液,它是由海水渗入地幔中的橄榄石沉积物中形成的。  

橄榄石与海水反应生成蛇纹石,称为蛇纹石。这个过程产生一种碱性溶液,即低浓度的H+和氢的溶液。当橄榄石从地壳钻出并与冷海水接触时,溶解的矿物质是沉淀的。倾斜,形成白色的烟囱,像塔一样。这样的烟囱为孵化生命提供了有利条件。  

那时,如果有氧气,大气中的氧气就会很稀薄,因为大气中的氧气主要来自植物的光合作用,那时候没有植物。PS更多的CO2溶解在水中,而不是现在,这意味着海洋是酸性的,海洋富含H+。  

想象一下,在这样一个环境中,多孔的海底烟囱会发生什么。有许多细胞样腔室,它们相互连通,表面由一层矿物膜从海水中分离出来。该膜富含铁、镍和硫化钼等矿物质,这些矿物质是众所周知的催化剂,至今仍被细胞使用(当然,它们包含在蛋白质中,以催化CO2转化为有机分子。  

橄榄石蛇纹石法生产的富氢热液自然渗入这些腔室,因此,在矿物膜的内部,低H+浓度的热液是碱性的,而在外部,高H+浓度的海水是碱性的。n是酸性的,由于内外H+浓度不同,形成电位差,如果薄膜很薄,形成的电场会很强。  

一般来说,与CO2和H2反应是困难的:即使使用铁和其他催化剂,它们也必须在高温下进行。但是科学家们已经注意到,在活细胞中,一旦涉及到由生物膜形成的高压电场,这种反应的阈值就达到了将大大减少。  

现在,让我们一起来检查一下这些电池周围有什么:首先,从反应物料、富CO2水、富H2水热反应条件来看;其次,从角度看,该膜含有丰富的铁、镍等矿物催化剂室,而且在膜上也可以形成。高压电场和闪电两侧的。反应材料和条件已经完全可用!因此,有机分子CO2和H2的合成反应应易于进行,反应释放的能量与小分子有机分子串联成氨基酸、糖和核酸等有机聚合物。  

从这个角度来看,生命诞生的条件和过程并不复杂,远非破坏热力学第二定律的神秘现象,而是地球上自然状态失衡的必然结果。D在海水pH值不平衡的两侧矿物膜上。  

当然,我们不得不承认还有很多空白需要填补,还有很多细节需要澄清。但是暂时考虑一下大的空白吧。根据这张照片,生命起源所需的购买订单非常简单:橄榄石、水和CO2。水和橄榄石是宇宙中最丰富的物质。在太阳系中,许多行星的大气层中都富含CO2,这表明CO2在宇宙中也很普遍。因此,这种自发反应可以在任何有水和橄榄石的行星上大规模发生。  

由此,我们可以预言,一旦行星的条件得到满足(如行星冷却到合适的温度),单细胞生物的出现将不可避免。难怪地球上的单细胞生命诞生不到5亿年之后。  

从那时起发生了什么事一般认为,一旦出现单细胞生物,将不可避免地进化成具有适当条件的更复杂的多细胞生物。  

但是,这在地球上是一件奇怪的事情。当然,毫无疑问,地球上的多细胞生物是从单细胞生物进化而来的,但是在复杂的多细胞生物开始出现之前,花了相当长的时间,大约是地球年龄的一半。单细胞生物向多细胞生物的转化在40亿年的进化史上只发生过一次,这表明单细胞生物向多细胞生物的转化可能是进化史上罕见的事故。  

此外,如果单细胞生物在数十亿年中缓慢进化为多细胞生物,则应该存在一系列中间细胞,甚至它们的一些后代仍然存在,但是这种中间生命尚未被发现。  

相反,单细胞生物和多细胞生物之间存在着巨大的差距。一方面,细菌的大小和基因组都很小;另一方面,大型而笨拙的真核细胞,典型的真核细胞大约是细菌的1500倍,基因组也是细菌的1500倍。如果我们把细菌和轻型战斗机进行比较,那么真核细胞就像航母。  

地球上所有复杂的生命、动物、植物和真菌都是真核生物。它们是从共同的祖先进化而来的。因此,如果没有一次性的事件产生真核祖先,就没有植物、鱼、恐龙和灵长类动物。  

由于细菌本身缺乏进化为真核生物的适当结构,或者它们先天不足,所以低级生命很难升级到高级生命。  

例如,最近,一些科学家收集了细胞代谢速率和基因组的数据,并计算了如果细菌升级以长得更大需要多少能量。每个基因的可用性仅为真核细胞的一千分之一。  

我们知道,基因控制着蛋白质的合成,细胞的大部分能量都用来产生蛋白质,所以每个基因所能利用的平均能量是衡量蛋白质类型和产量的重要指标。细胞功能。种类和产量越多,生活活动就越复杂。  

因此,对于一个单细胞生物来说,每个基因的可用能量非常有限,即使有意地,也不足以指导参与复杂生命活动的大量蛋白质的合成,因此生长得越大对它根本不利。  

这是单个细胞遇到的困难:如果想要升级为鱼或树,它必须扩增其基因组;然而,仅靠它无法为这些注册的基因的活动提供足够的资金;因此,升级为复杂性的梦想永远不会实现。  

大约20亿年前,一个细胞不知不觉地进入一种细菌。这种细菌没有被它吃掉,而是在体内繁殖。当细胞分成两部分时,生活在其中的细菌也被分成两部分,因此这种细菌的后代就是细菌。仍然生活在细胞的后代中,形成共生关系。意想不到的是,这些细胞比其他细胞具有更多的生存优势,所以他们逐渐在丛林世界中长大。  

这些共生细菌代代相传,进化成细胞线粒体中的微小能量发生器。线粒体含有产生能量所需的膜。而且,随着这种既定作用,它们变得越来越小,所有多余的东西都是di。完全伤痕累累。起初,大约有3000个基因,仅剩40个。  

对于宿主细胞来说,这是另一回事。随着线粒体基因组的缩小,每个宿主基因所分配的可用能量增加。得益于一组线粒体的服务,它可以自由地扩增基因组并长大。  

这样,复杂生命的出现完全依赖于一个非常偶然的事件——一个细胞获得另一个单细胞!这意味着单细胞生物不一定进化成复杂的多细胞生物。永无止境的自然选择已经作用于无数细菌几十亿年了,但它并没有导致它们产生复杂的生命。因为细菌可能被困在进化陷阱中。它们体内缺乏线粒体,但多细胞生物只通过偶然和偶然的机会逃脱陷阱。  

宇宙中低级生命的出现概率是多少因为水、橄榄石和CO2等单细胞物质的存在在宇宙中是如此普遍,我们有理由相信生命不是地球在宇宙中的专利。在外层空间发现低级生命应该是合理和合理的。  

但是高级生命的出现是另一回事。单细胞生物进化成复杂的多细胞生物并非如先前所认为的那样不可避免。这只是侥幸而已。这种现象在地球上每四十亿年才发生一次,所以发生的概率非常低。因此,即使宇宙充满了单细胞生命,它们进化成多细胞生命的可能性也很小,甚至很可能,随着宇宙的浩瀚。漫长的岁月,在地球上只发生过一次。因此,我们似乎注定要在浩瀚的宇宙中孤独。当然,另一方面,可以说它是整个宇宙的杰作和骄傲。  

所有这些都可以解释为什么我们没有发现外星人的线索。当然,这个解释和其他解释并不矛盾,比如超新星爆炸摧毁了外星人的生命。宇宙中的外星人甚至更渺小。另一方面,当然,我们可以说,人类不仅是宇宙的本质,万物的灵长类,而且是宇宙的唯一本质,万物的灵长类。  

科学家已经证明,没有线粒体,单个细胞就不可能生长得更大、更复杂,但如果只有这样,细胞才能够单身生活和集体生活。换言之,单靠线粒体似乎并不能解决多细胞生物起源的奥秘。  

科学家们发现,通过分析线粒体的另一种能力,即控制细胞凋亡的能力,我们可以解决这个难题。  

细胞凋亡,又称程序性细胞死亡,是指个体细胞为了整体利益而自杀。过去,人们认为这个过程是由核基因控制的。直到20世纪90年代中期,研究人员才发现细胞凋亡实际上是由b基因控制的。Y线粒体。  

我们还可以想象,一个独立存活的细胞如何在没有细胞程序性死亡的情况下为了一个群体的利益而自杀。但是,以这种方式,每个细胞都盲目地分裂,整个生物体只有一个死胡同。  

因此,没有程序性细胞死亡,将单个细胞与复杂的多细胞结合可能永远不会进化。因为程序性细胞死亡依赖于线粒体,所以也可以说,没有线粒体,就不会有多细胞生物。地球永远不会进化到细菌之外。  


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