若土衛六存在生命:細胞膜將與地球生命完全不同

北京時間2月13日消息，一項新研究又為我們提供了探訪外星世界的理由。在《科學-進展》（ Science Advances）雜誌發表的一篇新論文中，瑞典查爾姆斯理工大學的希爾達·桑德斯羅姆（Hilda Sandstr m）和馬丁·拉姆（Martin Rahm）闡述了在土衛六上存在生命的可能性，更具體地說，他們討論了生物是否需要細胞膜才能生存。

眾所周知，細胞膜對生命至關重要，因為它們可以將有害物質阻擋在外，以此保護細胞內部的完整性。與此同時，細胞膜還允許細胞所需的營養物質進入，並將廢物排出。地球生命的細胞膜結構外側呈極性（可以與水很好地相互作用，水是一種極性溶劑），內側則呈非極性。一般認為，在地球早期的環境條件下，最初的細胞膜可以自我組裝。

在土衛六上，情況完全不同。這裡的溫度非常低，可以達到約攝氏零下180度，地表附近沒有液態水，也沒有游離氧。但是，土衛六表面具有由甲烷和乙烷組成的湖泊，而這些碳氫化合物是非極性的。許多科學家據此提出，與地球相比，土衛六上如果存在細胞生命，那麼其細胞膜極性與地球生命是相反的，即外側呈非極性，可以與作為溶劑的甲烷相互作用，而內側則恰恰相反。在一篇引人關注的論文中，來自美國康奈爾大學的詹姆斯·史蒂文森（James Stevenson）及合著者提出，「azotosome」可能是土衛六生命的細胞膜。這是一種假想的膜結構，不像地球生命的細胞膜那樣含有磷和氧，卻含有氮。

在這項研究的基礎上，桑德斯羅姆和拉姆利用計算機模型進行模擬，以確定這些「極性倒置」的膜是否能夠在土衛六的環境條件下自我組裝。答案是否定的。而且，azotosome並不穩定，對生命而言這似乎是個壞消息。

不過，根據研究作者的說法，由於土衛六的極端低溫，生物大分子將無法移動。如果土衛六上存在某種生命形式，那它們將需要依靠小分子的緩慢擴散，而任何薄膜結構都會阻礙這種擴散，也會阻礙廢物向相反方向的轉移。因此，研究作者推測，土衛六上的任何潛在生命可能根本不需要膜。

有科學家對此表示懷疑，認為細胞膜的存在對於維持細胞內外的不平衡仍然至關重要。沒有細胞膜，就不能阻止寶貴的有機分子向周圍環境流失。無論是在土衛六上，還是在其他任何星球，生命可能都需要維持其最小單位——細胞——的完整。不過，在土衛六這樣的奇異環境中，我們不得不對地球上認為是常識的假設提出質疑。當然，和其他問題一樣，獲得答案的最好方法就是向土衛六派遣飛行器，比如美國國家航空航天局的「蜻蜓」（Dragonfly）任務，對這個充滿甲烷的星球進行近距離探測。

「蜻蜓」飛行器

美國國家航空航天局（NASA）將於2026年發射「蜻蜓」飛行器，到達土衛六前，它需要歷經8年的漫長飛行。根據計劃，該飛行器將在土衛六服役兩年半，期間進行約20次飛行任務，航程長達180公裡。據報導，「蜻蜓」能夠飛到500米高空，還能與環繞土衛六運行的「卡西尼」號探測器相互配合，並與地球直接通信。

NASA的科學家認為，土衛六可能存在生命形成所需的液態水、有機物和光照能量等環境條件，並且在火山口附近區域的條件最好，最可能存在生命。因此，「蜻蜓」飛行器將在名為「塞爾克」的火山口附近著陸，並進行巡航探測。