牛牛天天人人综合影院 地球上的“外星生命”

【资料简介】

　　在加利福尼亚州湖泊中发现一种新物种“外星细菌”，它们主要以砷元素为食，并作为构成生命的结构元素

　　“砷基生命”今年年底“NASA开发布会”似乎注定会成为一个成语典故，北京时间2010年12月3日凌晨3:00，NASA在它的华盛顿总部又一次公布了一个“震撼世界”（其实原文是exceptional，非凡的 ）的消息：我们在地球上，确切地说是在美国加州的莫诺湖（Mono Lake，题图），发现了对太空生物学很重要的东西：一种exceptional的细菌，我们姑且可以称它“砷基生命”。

　　莫诺湖的湖水盐度和碱度*，也是世界上的天然水体里砷含量zui高地方的之一，这种的生境造就了不少耐受环境的生物。而由NASA赞助的科学家Felisa Wolfe-Simon在湖底发现并在实验室成功培育的GFAJ-1菌株——属于变形菌门（Proteobacteria），比单纯耐受环境更向前走了一步，它利用本该忍受的物质作为自身生命的基础：对大多数生物有毒的砷，被它用来作为磷的替代物成为细胞的基本元素。

Felisa成功用砷培养出的GFAJ-1菌株，放射性同位素标记证实了它们用砷组成自身（NASA）

　　如此看来，GFAJ-1确实是地球生命中的另类，但这和NASA所说的太空生物学有什么关系?GFAJ-1的exceptional之处在于，它*个证实了生命必需的元素可以替代的想法，因此，那些过去被描述为“不适合生命”的外星环境，也许需要重新审视，它们也许实际上对于当地的生命来说是一片沃土。

　　被推翻的生命的基本元素CHONPS，看起来熟悉吗?这不是一个单词，这是中学生物课本上让我们背诵的生命的六大基本元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫，它们一起组成了生物体所需的各大物质：核酸、蛋白质、糖类、脂类。其实对于这六位，我们也许早就想过“彼可取而代也”：我们在各种科幻作品中看见过多次“硅基生命”这个词：在元素周期表上碳下面一行的硅，取代碳成为生命的基石。不过，被科学首先证实的类似取代，却发生在了排在第五位的磷而不是碳身上，我们猜到了开头，却没有猜到结局。

一起来回顾一下磷元素在生命中的作用：

　　作为遗传物质基础的DNA，大名是脱氧核糖核酸，而它的基本组成单位就是一分子磷酸连着一分子五个碳原子的糖，再加上一个碱基。好吧，我在说什么，化学都还给老师了不要紧，请看下图：一段解开的DNA双螺旋，重要的是DNA的两根长链就是用红圈中磷酸分子连接起来的。

DNA的一段，双链通过中间的碱基对结合在一起，红圈标出了磷酸作为长链骨架的重要位置

　　继续回忆中学生物，负责转录遗传密码并把它们翻译成蛋白质的RNA，不论它是信使、转录的密码作为蛋白质工厂的核糖体，它的单链结构和DNA差不多，也是磷酸作为基本骨架连接起来的。

　　也许有相当一部分人还记得ATP的大名，生物界通用的“能量货币”，它的全名叫做三磷酸腺苷。 另外，可能还有人记得组成细胞膜的是磷脂双分子层，光合磷酸化和氧化磷酸化反应，以及各种磷酸的激酶（如果大家真的都记得，小编内牛满面）……

　　因此，如果新的研究告诉你课本上这些磷字都可以换成砷，红圈圈和ATP中的P都可以写成As，科学家们要内牛满面了，你懂得吧。

　　为什么是砷取代了磷?为什么不是硅取代了碳?简单而直接的原因是，GFAJ-1菌株是在一个砷很多而磷很少的湖里被发现的。

　　不过，我们也可以放在整个地球这样的大环境中来考虑这个问题：碳在大气中以二氧化碳，甚至在生命诞生初期以甲烷的形式无处不在，而且石灰岩中的碳酸盐也是随处可见，硅虽然以二氧化硅的形式广泛存在于岩石中，但它们的化学性质很不活跃，难以被大部分生物利用。

　　而磷的情况怎么样呢?磷几乎不存在于大气和水中，天然的磷单质也不存在（因为大家都知道的“自燃”），地球上的磷主要储存在磷酸盐矿石中。而磷酸盐的化学性质很稳定，这也是为什么我们的骨骼有磷酸钙的成分，因为磷酸钙实在是很结实。这种结实的物质需要生物们费很大力气和很多时间才能把它用到参与生命过程的反应中去，因此地球上有很多地方容易出现因为磷而“饥饿”的生态系统。