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21.宇宙生命123(1 / 1)

两个人策划完自己的舞蹈,离开了地球信使空间,张月鹿和胃土雉朝宿舍走去,宿舍在实验室与对接曾中间,路过实验室外悬窗,看见女土蝠站在旁边,他们轻轻地走过,没有去打搅她。

女土蝠每天这个时候都会站在这个舷窗旁,看向远处的恩美雅,这是她与恋人神会的时间,每天只有这个时候从这个舷窗能够看到恩美雅。这是氐宿告诉她的,本来氐宿要给她留下一具望远镜,女土蝠不要,她说模糊点有感觉,看清了恐惧。她的丈夫在十年前的EMI星球探险中失事,留在了恩美雅的天空,女土蝠的心也留在了那里。

女土蝠是生物遗传学家,虽然没有自己的孩子,太空实验室的再生动物都是她培养的。所有再生的生物都是这块巨大的陨石代表的新生生物,新生的生物都是带有毛的哺乳动物。用女土蝠说的话是,新诞生的哺乳动物个头比较小,在太空这个地方比较好饲养。其实这只是其一,另一个原因是,女土蝠是生物遗传学家,她对后代更感兴趣,特别是这些亚化石所代表的一个更新时代。对于这些新生代之前的母系,她只研究更新换代的原因。

她把所有做母亲的爱都倾注到这些再生动物身上,这些动物也和自己的孩子一样独一无二宠爱有加。每个笼舍都是密闭的,与外界通过空气过滤器连接,空气温湿度模拟植物样本生存环境定制,点缀一些陨石带来的植物样本再生植物,这样更能模仿这种生物的生活环境。

自从开始了天外来客的研究,一度曾经对外星生命世界的猜想和争论在这里得到了确切的答案。氐宿说过,“对比诺姆与地球生物可以看出,生物学受制于约束演化轨迹的物理定律。”

作为物理学家,氐宿总是不忘把物理的重要性表述出来。

对于生命的形成,化学家这样说过,宇宙中的生命基本上是碳基的,其中有着科学上的必然性,碳原子可以链接4个化学键,这与只能链接一个化学键的氢原子构成明显反差,并且碳原子的化学键相对容易改变角度,这一特性与相对僵硬的硅原子结构也构成反差。还有很多其他方面的类似特性决定了碳元素应当是生命体倾向于选择的构成元素。从化学角度来分析,不难发现碳原子之所以被大自然选中,原因是碳原子能够和多达4个不同原子相结合,这在元素周期系列中是极其罕见的,常见元素中只有硅可以与之相比。这个特性使得碳原子成为所有原子当中最喜欢“交朋友”的原子,有人称其为“超级连接者”。硅原子虽然也可以形成4个化学键,但却无法像碳那样形成二价键甚至三价键,这个特性使得碳原子可以两两结合,形成一条以碳原子为骨架的结构稳定的长链,这条链甚至可以首尾相连形成闭环,这就大大增加了碳基分子的多样性。

碳原子还有一个优点,那就是碳和其他原子相结合所需要的能量比硅原子要小得多,仅仅依靠闪电所提供的能量就足以形成化学键了,这一点在缺乏催化剂的有生命基础的星球“原始汤”中是一个很关键的优势。

正是由于以上这些原因,大自然最终选择了仅占地壳总质量0.05%的碳原子作为组建生命的原材料,而不是含量比碳多100倍的硅。事实上,如果刨去水分,只算干重的话,绝大部分生物体重的五分之一都是碳。

生命形成的另一个重要因素是水。生命为什么一定要有水呢?答案同样和水分子的某些特性有关。液态水是个万能溶剂,大部分有机或者无机分子都可以溶于水中,这就相当于为不同分子提供了一个见面的机会。更重要的是,水的冰点很低,沸点又很高,因此水分子能够在很大的温度范围内(0~100℃)保持液态,而且这个范围也是大部分组成生命的分子活力最旺盛的阶段。这一点是宇宙间绝大部分物质都无法做到的。事实上,按照诺姆星球现在的温度,只有水能够长期保持液体状态,如果换成别的分子,要么全部冻成了固体,要么全部化成了蒸汽,海洋就不会存在了。

水不仅让各种物质流动进而结合创造了条件,更是因为水的化学特性,成为了很多物质的溶剂,这一特点让很多稳定的东西在水中成为了离子状态,使得物质的化合更加容易。基于相类似的化学性质方面的原因,一些科学家们也认为水应当是生命过程的溶剂,但他们也同时认为不能排除其他一些种类的液体也可以扮演相似角色的可能性。比如说液体甲烷就可以具有一些比水更加优越的化学性质,但是液态甲烷温度太低,并不适合大部分生物生存,或许有某些特殊生物形成。然而,还是水的普遍性存在和液态呈现的温度范围,就构成了大多数生命的中间介质。

对于生物学家的女土蝠则说,生命科学是各学科之集大成者。生命形式所代表的就是各学科的高级表现。作为生命科学研究人员,张月鹿也很认同。他对胃土雉说,

“我们曾经在陨石中探查到蛋白质的基本物质氨基酸,探索到宇宙中恒星生成的现场就存在氨基酸的“原材料”。陨石里常见的氨基酸,常产生于恒星形成早期阶段——即使在类似地球的行星还未形成之前。

“甲胺与星际分子云中含量丰富的二氧化碳反应后,能生成甘氨酸,这种生命材料被彗星和陨石带到适合生命生存的行星表面后,有可能在一些行星上产生生命。异丁腈的分支碳结构是生命所需分子——例如蛋白质基本建构单元氨基酸——的常见结构。

“在人马座B2区域的ALMA光谱鉴别出异丁腈的50个单独特征,以及异丁腈的直链姐妹分子—普通丙基qing化物的120个特征。这两种分子——异丁腈和普通丙基qing化物——也是在一个恒星形成区域里探测到的最大分子。

“生命起源于一个能自我复制的分子。氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质,被认为是生命的起源物质。而氨基酸中结构最简单的是甘氨酸,甲胺与星际分子云中含量丰富的二氧化碳反应后,能生成甘氨酸,甲胺,它可以算作是形成甘氨酸的“原材料”。首先合成较简单的苏糖核酸TNA,TNA的糖链为四碳糖苏糖,结构简单,双螺旋核苷酸TNA分子其结构与DNA结构相近。

“和诺姆早期一样,对组成DNA和RNA来说必不可少的嘧啶碱基可能是由富碳陨石带来地球的。”

张月鹿滔滔不绝的述说着他的感慨,胃土雉仍然饶有兴趣的认真听着,虽然她已经从张月露那里通过不同形式的表达听过多次,但是她仍然愿意倾听。对于同是科学家的他们,研究过程中的感想是这样的恋人最动听的语言,因为只有互相有感的语言才是动听而能动情的表达。

“碱基,作为核酸的结构成分之一,此前已在碳质球粒陨石(Carbonaceous chondrite)中被检测到。DNA和RNA中有两种类型的碱基,即嘧啶和嘌呤。其中嘧啶包括胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶,嘌呤包括鸟嘌呤、腺嘌呤。

“包括碱基在内的一系列外源陨石有机物,可能在后期重轰炸期,又名“诺娅灾难”,约40亿年前-38亿年前,和诺姆早期一样被运送到早期地球。这些有机物的涌入被认为在诺姆同样在地球原始阶段的化学演化中发挥了重要作用。

“除了此前在陨石中发现的嘌呤碱基,如鸟嘌呤和腺嘌呤,还首次检测到了各种嘧啶碱基,如胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶,以及它们的异构体。这些化合物存在的浓度与模拟太阳系形成前条件的实验预测的差不多。

“这些结果表明,这类化合物可能是在星际介质中经由光化学反应产生的,随后又在太阳系形成的过程中融入了小行星。这些化合物最终通过陨石抵达地球,而陨石碱基的多样性可以作为构建早期地球的DNA和RNA的模块。

“接下来是蛋白质的产生,为生命的诞生打下了基础,因为蛋白质的多样性,也就是蛋白长链的不同折叠,产生了蛋白不同的外部特性,尽管基本物质相同。多样蛋白不同的组合形成不一样的活性。这种千变万化的活性,为基本的生命形成提供了基础。我们现在能预测到蛋白质多种折叠形式,也说明了这一点,如同水让各种物质集合、分化、再合成一样。蛋白质在自己的千变万化的活性基础上,加之水的促和,基本生命的诞生只需要一个巧合。病毒就是这种看似没有生命的一种巧合诞生,一个看似没有生命却是生命活性最强的生命原生体。因为病毒具有了主动延续个体的能动性,同时病毒又具有了通过结合不断改造自己的多样性。这个特征让这个世界出现了多样性的生命,说病毒是生命的缔造者一点也不夸张。”

“氐宿说过”,胃土雉打断张月鹿滔滔不绝的话说“宇宙中的一些基本物理常数的值几乎就像是为了让生命出现而专门定制的。粒子物理标准模型中的那些常数导致了宇宙大爆炸中氢原子核的形成,然后在早期快速诞生的大质量恒星内部合成了碳原子和氧原子,并伴随超新星爆发散布到宇宙空间中去。这些过程最终为太阳系、朴托鲁星系和行星的出现奠定了基础,让在其中的一颗行星上出现以碳元素为基础,依赖水和氧气生存的生命成为了可能。”

胃土雉的话不是歧义,而是为了拓展张月鹿说话的空间。

张月鹿接着这个话茬说“物理学和生物学之间的一个关键区别是,尽管物理学包含一个实现其现象的基本标准模型,但生物学中并没有这样的东西。生命以无法预知的方式不断创新,不断创造新的生态位和可能性,以及无数的相互作用。与物理学不同,在生物学中,可能性空间永远在不可预测地扩展着。

“碳、氢、氮、氧、磷和硫这六种元素(通常称为CHNOPS)的组合构成了绝大多数生物分子。将这些化学元素作为正在建模的复杂系统的组成部分。使用TAP方程来模拟生物圈在演化过程中可能的配置状态的数量。35亿年前,当第一个核糖核酸(RNA)分子出现时,生物圈可能的状态数量为10^(10^237)。”

“今天宇宙可能状态的总数量只有10^(10^124)。”

胃土雉说,“在35亿年前刚刚出现RNA的世界中,生命的复杂性已经超过了宇宙本身。”

“是的”张月鹿表示赞成,“通过这种方式,宇宙学或许可以为气候变化的争论提供意见,因为这传达了一种观念,即生命的价值有多大,我们可能的损失有多大。换言之,生命是对宇宙物质多样性最有价值的贡献,即使是黑洞也无法与其竞争。”

听到声音,坐在与女土蝠观看的那个舷窗斜对角的舷窗旁的箕水豹扭过头来向他们招招手,“看场地去了?”

箕水豹对走过来的一对恋人说“有什么新想法需要我尽管说,在这个空间舞台尽情发挥。我会尽其空间站能利用的条件,保证让你们满意。”

张月鹿和胃土雉站到箕水豹身旁顺着舷窗看过去,远处诺姆方舟大体已经完成。“现在诺姆方舟进入调试阶段了,用不了多久,就出发了。”

箕水豹望着窗外,眼睛轻轻转动着,双手在胸前摩搓着,不知在琢磨着什么。

胃土雉说“谢谢你啊,你在这里继续瞭望吧,真是个可怜人。”

上前拥抱了一下箕水豹,拉着张月鹿走了“我们这里的两个可怜人。”

张月鹿轻声地说道,“不知道用什么方式能够安慰他们。”

张月鹿拉着胃土雉的手轻轻地握了握,胃土雉轻轻地摇摇了头没有作声。

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