日本科學家稱:可觀測宇宙中,地球或是唯一擁有生命的自然天體

2020-12-03 科學黑洞

關於生命起源的問題一直以來都是一個謎團,19世紀的時候達爾文提出了生物進化論,讓我們了解到生物大體上一個發展演化歷程,從38億年前的單細胞生命一路發展演化到今天地球上已經有數百萬個物種,甚至也出現了人類這個智慧文明。生命從1到無窮的發展過程我們大體上是清楚的,但是生命從0到1這個過程就不太清楚了。

最近東京大學的天體物理學教授戶谷友則(Tomonori Totani)團隊在《科學報告》期刊上發表了他們的研究論文,論文的主要觀點是在可觀測宇宙範圍之內,地球可能是唯一擁有生命的自然天體。

當然這項研究是有幾個前提條件需要了解一下的,首先他們認為生命的起源是地球,並且是自然發生的。這裡的自然發生學說並不是常規概念,最開始的自然發生學說認為生命就是自然產生的,例如腐肉可以生蛆、汙水可以生蚊子,現在看這樣說法是完全錯誤的,就類似於大家好奇為什麼一個新的池塘兩三年間就可以出現魚,這裡的魚並非是自然產生,而是因為魚籽被意外帶到新的池塘,例如動物攜帶、泥土中隱藏的甚至是水中帶來的,最後才出現了魚。

因此說生命自然發生學說並不正確,但是有科學家的認為遠古生命是化學起源,也是來自於自然中,只不過是自然中存在的有機分子隨機組合在漫長時間下最後才出現非常簡單的生命,這種觀點是被很多科學家認同的。

除此之外這個研究團隊還以「RNA世界」假說為基礎,何為RNA世界假說?這是1989年由諾獎得主吉爾伯特提出來的,這個學說認為地球生命在起源的某個時期內僅由一種高分子化合物組成,而這個化合物既要能攜帶遺傳信息,同時還要具備功能性,那麼相較於複雜穩定的雙螺旋DNA,顯然RNA更適合生命在誕生之初需要的高分子化合物。

生命起源於原始海洋,在幾十億年前的原始海洋之下的火山口邊,擁有著高溫和高壓的條件,並且火山口附近的海水中礦物質較豐富,同時含有原始的核苷酸,這些有游離的核苷酸在億萬年的進化過程中機緣巧合之下形成具有自我複製能力的RNA。並且隨著發展生命的逐漸穩定,RNA將其遺傳功能傳遞給了DNA,功能性分子也變成了蛋白質。

基於上文提到的兩個假說東華大學的這個科學團隊進行研究,他們認為如果讓RNA具有基本的複製功能、攜帶遺傳信息同時充當功能性分子,RNA至少要含有40~60個核苷酸才可以。目前已經有實驗可以證明核苷酸在適當條件足夠長的時間下可以進行連接聚合成RNA分子。但是在所有的實驗結果中,從來沒有出現超過10個核苷酸的RNA分子。

同時這個科學家團隊又認為在宇宙中擁有具備地球環境的行星可能數量並不多,他們認為如果地球生命真的是起源於罕見的長鏈RNA分子,那麼地球很可能是可觀測宇宙中唯一應有生命的自然天體,因為在自發條件下核苷酸聚集成長鏈RNA的可能性太低了。

當然也有人提出不同的意見,可觀測宇宙直徑是930億光年,包含有大約2萬億個星系,而類似於銀河系的普通漩渦星系就包含有2000多億顆恆星,那麼可想而知宇宙中的恆星數量是難以估計的,即使生命誕生的概率很低,但如果當基數足夠大的時候,結果可能是非常可觀的。這討論的還僅僅是可觀測宇宙,而科學家預估不可觀測宇宙直徑至少在23萬億光年,它們超光速膨脹,信息還沒有被我們所觀測到。

很難現象在諾大的宇宙中,僅僅地球上出現了生命,發展出智慧文明,但是至今為止關於生命的起源問題都是假說,沒有確定的證據來支持,如果可以掌握生命從0到1的起源過程,那麼我們對於地外生命的出現可能會了解地更多。

文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。

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