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剧毒元素砷也能培育生命 NASA发现拓展地外生命范围

发布时间:2010年12月03日 18:40 | 进入复兴论坛 | 来源:人民网

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  以剧毒砷生长的菌株GFAJ-1,将改写生物教科书,使地球外寻找生命的范围得以拓展

  美国加利福尼亚莫诺湖研究区,其湖水化学成分非常罕见,湖水含盐量、含碱量以及含砷量都非常高。

费利萨 西蒙在处理从莫诺湖中取出的泥块,充当用砷培育微生物的“温床”

靠吃磷长大的GFAJ-1菌株

  北京时间12月3日凌晨消息,美国宇航局在北京时间今天凌晨3时举行的新闻发布会上宣布,研究人员在加利福尼亚莫诺湖进行的试验首次发现,地球上的微生物也可以利用有毒的化学元素砷生长、繁殖。这种微生物在其细胞成分中以砷取代了磷。

  美国宇航局网站称,这项由美国宇航局资助的研究项目将改变科学家对地球上所有已知生命构成的基本认识。新的生命构成成分的发现将改写生物教科书,使地球外寻找生命的范围得以拓展。这项研究成果将发表在本周出版的《科学快讯》上。

  11月29日,美国宇航局发布公告称将于北京时间12月3日凌晨3时举行发布会,宣布一项天体生物学的新发现,该项发现将影响对外星生命的搜寻。随后即引发网络上关于美国宇航局发现外星生命体的猜疑。

  对于今天宣布的这项生命新发现,美国宇航局负责科学任务的副局长埃德 维勒尔在华盛顿表示:“生命的定义因此扩展了。由于我们正在太阳系寻找生命迹象,所以,我们的思维必须更开阔一些,角度更多一些,对未知的生命进行研究。”

  碳、氢、氮、氧、磷和硫是地球有所有已知生命形式的六大基本构建元素。其中,磷是携带生命基因的DNA和RNA的主要化学成分,被认为是所有活细胞的最重要的元素。磷还是所有细胞(三磷酸腺苷)中携带能量的分子以及构成所有细胞隔膜的磷脂的核心成分。

  但是,新发现的细菌并不是这样,它完全不同,其细胞成分中以砷取代了磷。这种情况通常被认为是完全不可能的,因为砷对地球上多数生命有毒。这一发现表明人类对生命本身的理解还存在许多未知领域,同时也暗示完全有可能在其他行星上发现与地球生命不同的生命形态。

  这项研究的首席科学家、美国宇航局研究员费利萨 沃尔夫 西蒙表示:“我知道有些微生物可以呼吸砷,但我们发现的微生物与众不同,它的部分机体组成由砷构成。如果地球上的某些东西可以做这样一些出乎我们意外的事情,那么生命还能做哪些我们还未发现的事情呢?”

  新发现的微生物----菌株GFAJ-1是一个常见细菌群Gammaproteobacteria的成员,研究人员用一种非常依赖于磷的食物成功地培育出这种微生物,但砷在其中发挥了巨大的协助作用。当研究人员将磷去掉,换成砷,这些微生物仍可以继续生长。随后的研究发现,砷被用于产生新GFAJ-1细胞的“砌块”。研究人员研究的最重要的问题是,当这种微生物依靠砷生长时,砷实际上已经成为这种生物重要的生物化学体系(诸如DNA、蛋白质和细胞膜)的一部分。

  这项研究成果将促使科学界重新检视许多领域目前正在进行的研究,其中包括对地球演化的研究、有机化学、生物地球化学循环、缓解疾病以及地球系统研究。这些发现也将在微生物学和其他研究领域新的战场。

  美国宇航局天体生物学研究所所长卡尔 皮切尔表示:“替换生命的化学成分这样的想法在科幻作品中很常见,但在此之前,将砷作为砌块,形成生命,只在理论上存在,但现在我们知道莫诺湖中就有这样的生命存在。”(新浪科技 孝文)