宇宙中還有比人類更高的生命嗎
2023-03-29 10:25:36
莎士比亞說人是宇宙的本質。如果那是真的，宇宙中還有比人類更高的生命嗎？最近，英國科學家提出了一個不同的想法。
莎士比亞曾經用Hamlet的話來表達人類的驕傲：人類是宇宙的本質！但是，當我們的視野進入太空時，我們逐漸地感覺到，在宇宙深處可能有更高智慧的生命，我們只是一個小角色。但是證明這個猜想的最好方法是找到我們的宇宙伴侶，外星人。
為了儘快找到外星人，半個多世紀以來，人類從未嘗試過任何方法：我們研製的太空望遠鏡正變得越來越強大，可以覆蓋整個天空；我們努力設計各種信號向外星人發送問候……我們有多少次從驚奇的巔峰跌落到失望的底部比如，在20世紀60年代，科學家們曾經把脈衝星信號看成是來自小綠人的回聲。更不用說馬丁，家裡的火星叔叔，為我們夢想了多少年了。
另一方面，隨著高性能望遠鏡的深入研究，越來越多的行星進入我們的視野。雖然還沒有發現與地球完全相同的行星，但有跡象表明，對生命友好的行星在宇宙中並不罕見。
這使我們回到了一個長期存在的謎團：既然宇宙中有許多可居住的家園，為什麼我們找不到外星人呢
當然，有些人提出了各種藉口：也許外星文明在殖民外星世界之前就被摧毀了；也許即使萬事俱備，生活也難以產生——例如，有些人認為地球上的生命種子並非天真。但是，這些觀點是無法令人信服的。
每個人都知道，如果你想活著，就得吃飯。我們吃的食物最終會變成燃料電池。但是對於現代電池，燃料的使用極其複雜，而這套複雜的機制，本身就是進化的產物，對於原始生命，顯然沒有。
首先看閃電。首先，閃電在短時間內釋放出大量的能量，但是它不能被收集和儲存。到目前為止，我們還沒有發現任何細胞、動物或植物能夠獲得這種形式的能量。原始生命也不可能獲得這種能量。
紫外線輻射是真的。今天，單個的單細胞生物和大多數植物可以通過光合作用從太陽獲得能量，但是光合作用過程非常複雜，原始生命不應該有這種能力。
有兩條線索值得我們去探索：第一條線索來自對現代單細胞基因組的比較研究。通過這種比較，我們可以為它們建立譜系並追蹤它們的共同祖先。研究表明，最早的細胞可能通過反應獲得碳和能量。該反應不僅直接生成有機分子，而且利用釋放的能量將小分子連接成有機聚合物。生命的物質基礎只是複雜的有機聚合物。
第二條線索來自對細胞能量產生機制的研究。科學家們相信細胞可以依靠電活動來獲得能量。這個想法是由英國生物化學家彼得·米切爾在1961年提出的，但是直到這場爭論將近20年後才被接受。因為這太出乎意料了。
米切爾認為，在現代多細胞生物中，細胞獲得的能量取決於電活動。具體而言，線粒體內膜的兩側之間的電位差是由於H+的濃度不同。由於膜的濃度不同，在膜的兩側形成約150mV的差值，這聽起來可能不是很多，但是考慮到膜的厚度約為毫米的五分之一，電場非常強，達到3000萬伏特/m，比較器。單細胞有機體可以用來驅動鞭毛運動或提供其他動力。對於單細胞生物，雖然體內沒有線粒體，但上述能量產生機制仍然存在，除了電位差不是線粒體。AL膜，但細胞膜。
雖然這種能量產生機制對於現代細胞來說極其複雜，但是由於它對於單細胞和多細胞生物來說是共同的，因此可以推斷最早的單細胞生物可以利用這種機制來產生能量，但是這種機制沒有變得像它那麼複雜。現在，它就像一臺機器。起初比較簡單。經過幾代人的改進，它已經變得更加複雜和複雜，但是它的基本工作原理沒有太大變化。
因此，早期生命如何完成今天需要非常複雜的機制才能成為有能力的科學家思考深海熱液解決方案。
當談到深海熱液流體時，許多人立刻想到海底的黑色煙囪，它們存在於海底的火山口附近。熱液是酸性的，但這裡我們指的是鹼性海底熱液，它是由海水滲入地幔中的橄欖石沉積物中形成的。
橄欖石與海水反應生成蛇紋石，稱為蛇紋石。這個過程產生一種鹼性溶液，即低濃度的H+和氫的溶液。當橄欖石從地殼鑽出並與冷海水接觸時，溶解的礦物質是沉澱的。傾斜，形成白色的煙囪，像塔一樣。這樣的煙囪為孵化生命提供了有利條件。
那時，如果有氧氣，大氣中的氧氣就會很稀薄，因為大氣中的氧氣主要來自植物的光合作用，那時候沒有植物。PS更多的CO2溶解在水中，而不是現在，這意味著海洋是酸性的，海洋富含H+。
想像一下，在這樣一個環境中，多孔的海底煙囪會發生什麼。有許多細胞樣腔室，它們相互連通，表面由一層礦物膜從海水中分離出來。該膜富含鐵、鎳和硫化鉬等礦物質，這些礦物質是眾所周知的催化劑，至今仍被細胞使用（當然，它們包含在蛋白質中，以催化CO2轉化為有機分子。
橄欖石蛇紋石法生產的富氫熱液自然滲入這些腔室，因此，在礦物膜的內部，低H+濃度的熱液是鹼性的，而在外部，高H+濃度的海水是鹼性的。n是酸性的，由於內外H+濃度不同，形成電位差，如果薄膜很薄，形成的電場會很強。
一般來說，與CO2和H2反應是困難的：即使使用鐵和其他催化劑，它們也必須在高溫下進行。但是科學家們已經注意到，在活細胞中，一旦涉及到由生物膜形成的高壓電場，這種反應的閾值就達到了將大大減少。
現在，讓我們一起來檢查一下這些電池周圍有什麼：首先，從反應物料、富CO2水、富H2水熱反應條件來看；其次，從角度看，該膜含有豐富的鐵、鎳等礦物催化劑室，而且在膜上也可以形成。高壓電場和閃電兩側的。反應材料和條件已經完全可用！因此，有機分子CO2和H2的合成反應應易於進行，反應釋放的能量與小分子有機分子串聯成胺基酸、糖和核酸等有機聚合物。
從這個角度來看，生命誕生的條件和過程並不複雜，遠非破壞熱力學第二定律的神秘現象，而是地球上自然狀態失衡的必然結果。D在海水pH值不平衡的兩側礦物膜上。
當然，我們不得不承認還有很多空白需要填補，還有很多細節需要澄清。但是暫時考慮一下大的空白吧。根據這張照片，生命起源所需的購買訂單非常簡單：橄欖石、水和CO2。水和橄欖石是宇宙中最豐富的物質。在太陽系中，許多行星的大氣層中都富含CO2，這表明CO2在宇宙中也很普遍。因此，這種自發反應可以在任何有水和橄欖石的行星上大規模發生。
由此，我們可以預言，一旦行星的條件得到滿足（如行星冷卻到合適的溫度），單細胞生物的出現將不可避免。難怪地球上的單細胞生命誕生不到5億年之後。
從那時起發生了什麼事一般認為，一旦出現單細胞生物，將不可避免地進化成具有適當條件的更複雜的多細胞生物。
但是，這在地球上是一件奇怪的事情。當然，毫無疑問，地球上的多細胞生物是從單細胞生物進化而來的，但是在複雜的多細胞生物開始出現之前，花了相當長的時間，大約是地球年齡的一半。單細胞生物向多細胞生物的轉化在40億年的進化史上只發生過一次，這表明單細胞生物向多細胞生物的轉化可能是進化史上罕見的事故。
此外，如果單細胞生物在數十億年中緩慢進化為多細胞生物，則應該存在一系列中間細胞，甚至它們的一些後代仍然存在，但是這種中間生命尚未被發現。
相反，單細胞生物和多細胞生物之間存在著巨大的差距。一方面，細菌的大小和基因組都很小；另一方面，大型而笨拙的真核細胞，典型的真核細胞大約是細菌的1500倍，基因組也是細菌的1500倍。如果我們把細菌和輕型戰鬥機進行比較，那麼真核細胞就像航母。
地球上所有複雜的生命、動物、植物和真菌都是真核生物。它們是從共同的祖先進化而來的。因此，如果沒有一次性的事件產生真核祖先，就沒有植物、魚、恐龍和靈長類動物。
由於細菌本身缺乏進化為真核生物的適當結構，或者它們先天不足，所以低級生命很難升級到高級生命。
例如，最近，一些科學家收集了細胞代謝速率和基因組的數據，並計算了如果細菌升級以長得更大需要多少能量。每個基因的可用性僅為真核細胞的一千分之一。
我們知道，基因控制著蛋白質的合成，細胞的大部分能量都用來產生蛋白質，所以每個基因所能利用的平均能量是衡量蛋白質類型和產量的重要指標。細胞功能。種類和產量越多，生活活動就越複雜。
因此，對於一個單細胞生物來說，每個基因的可用能量非常有限，即使有意地，也不足以指導參與複雜生命活動的大量蛋白質的合成，因此生長得越大對它根本不利。
這是單個細胞遇到的困難：如果想要升級為魚或樹，它必須擴增其基因組；然而，僅靠它無法為這些註冊的基因的活動提供足夠的資金；因此，升級為複雜性的夢想永遠不會實現。
大約20億年前，一個細胞不知不覺地進入一種細菌。這種細菌沒有被它吃掉，而是在體內繁殖。當細胞分成兩部分時，生活在其中的細菌也被分成兩部分，因此這種細菌的後代就是細菌。仍然生活在細胞的後代中，形成共生關係。意想不到的是，這些細胞比其他細胞具有更多的生存優勢，所以他們逐漸在叢林世界中長大。
這些共生細菌代代相傳，進化成細胞線粒體中的微小能量發生器。線粒體含有產生能量所需的膜。而且，隨著這種既定作用，它們變得越來越小，所有多餘的東西都是di。完全傷痕累累。起初，大約有3000個基因，僅剩40個。
對於宿主細胞來說，這是另一回事。隨著線粒體基因組的縮小，每個宿主基因所分配的可用能量增加。得益於一組線粒體的服務，它可以自由地擴增基因組並長大。
這樣，複雜生命的出現完全依賴於一個非常偶然的事件——一個細胞獲得另一個單細胞！這意味著單細胞生物不一定進化成複雜的多細胞生物。永無止境的自然選擇已經作用於無數細菌幾十億年了，但它並沒有導致它們產生複雜的生命。因為細菌可能被困在進化陷阱中。它們體內缺乏線粒體，但多細胞生物只通過偶然和偶然的機會逃脫陷阱。
宇宙中低級生命的出現概率是多少因為水、橄欖石和CO2等單細胞物質的存在在宇宙中是如此普遍，我們有理由相信生命不是地球在宇宙中的專利。在外層空間發現低級生命應該是合理和合理的。
但是高級生命的出現是另一回事。單細胞生物進化成複雜的多細胞生物並非如先前所認為的那樣不可避免。這只是僥倖而已。這種現象在地球上每四十億年才發生一次，所以發生的概率非常低。因此，即使宇宙充滿了單細胞生命，它們進化成多細胞生命的可能性也很小，甚至很可能，隨著宇宙的浩瀚。漫長的歲月，在地球上只發生過一次。因此，我們似乎註定要在浩瀚的宇宙中孤獨。當然，另一方面，可以說它是整個宇宙的傑作和驕傲。
所有這些都可以解釋為什麼我們沒有發現外星人的線索。當然，這個解釋和其他解釋並不矛盾，比如超新星爆炸摧毀了外星人的生命。宇宙中的外星人甚至更渺小。另一方面，當然，我們可以說，人類不僅是宇宙的本質，萬物的靈長類，而且是宇宙的唯一本質，萬物的靈長類。
科學家已經證明，沒有線粒體，單個細胞就不可能生長得更大、更複雜，但如果只有這樣，細胞才能夠單身生活和集體生活。換言之，單靠線粒體似乎並不能解決多細胞生物起源的奧秘。
科學家們發現，通過分析線粒體的另一種能力，即控制細胞凋亡的能力，我們可以解決這個難題。
細胞凋亡，又稱程序性細胞死亡，是指個體細胞為了整體利益而自殺。過去，人們認為這個過程是由核基因控制的。直到20世紀90年代中期，研究人員才發現細胞凋亡實際上是由b基因控制的。Y線粒體。
我們還可以想像，一個獨立存活的細胞如何在沒有細胞程序性死亡的情況下為了一個群體的利益而自殺。但是，以這種方式，每個細胞都盲目地分裂，整個生物體只有一個死胡同。
因此，沒有程序性細胞死亡，將單個細胞與複雜的多細胞結合可能永遠不會進化。因為程序性細胞死亡依賴於線粒體，所以也可以說，沒有線粒體，就不會有多細胞生物。地球永遠不會進化到細菌之外。
