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外星生命不全基于碳,以其他元素为主的自催化反应比想象多

2023年9月27日7:50 未解之谜网

在地球,生命基于碳组成的有机化合物,还有一种对地球生命至关重要,称为“自催化反应”的化学相互作用。而科学家最近发现 270 个不同的自催化反应循环,核心元素大部分都非有机化合物,说明外星生命很可能基于明显不一样的化学物质。

地球生命以碳为基础,含其他少量元素如:氢、氧、氮、磷、硫,还有一些研究人员长期推测硅也可能成为生命核心支柱。

自催化反应(Autocatalysis)指反应物本身具催化作用,能加速或减慢反应进行,它们可产生促使同反应再次发生的分子,想象一下:最初只有几对兔子生出一窝新兔子,但这些新兔子长大后生出更多兔子,不久之后就有源源不绝的兔子生兔子,而这也是生命催化更多生命的关键特征:一个细胞产生两个细胞,再变成四个细胞,依此类推,随着细胞数量增加,可能相互作用数量与多样性也相应增加了。

威斯康辛大学麦迪逊分校天体生物学家 Betül Kaçar 团队推断,自催化可以帮助驱动无生命到原始生命自然发生的过程,因此开始寻找有机化合物以外的自催化作用。

在新研究中,团队找到 270 个不同的自催化反应循环,大部分反应的核心都非有机化合物,有些甚至以地球生命中不存在或极稀有的元素为中心,比如汞、放射性金属钍,而有些循环出现在极高或极低温度、压力环境下;这些循环也只有八个相对复杂,其余都很简单,只含两个反应。

此外,研究人员还找到四个涉及稀有气体的自催化反应,由于这些气体平常就很少与其他元素发生化学反应,若连相对惰性的气体(例如氙)都可参与自催化,那就有充分理由猜测其他元素更容易发生。

Betül Kaçar 表示,团队正证明此反应其实不罕见,就像基本食谱,要做的只有找对地方,比如地球之外寻找自催化反应的可能性,而这些星球不一定仰赖有机化合物、碳、硅等为生命基础。

新论文发表于《American Chemical Society》期刊。

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