【摘要】 有趣的"自催化"反应似乎比科学家想象的要普遍得多。 行星球和彩色气体的旋转混合物 生命需要重复化学反应.描述自我维持重复所需的各种反应和条件--所谓的自催化--可以将寻找生命的重点放在其他行星上。 (图像信用:贝加加加...

有趣的"自催化"反应似乎比科学家想象的要普遍得多。

行星球和彩色气体的旋转混合物
生命需要重复化学反应.描述自我维持重复所需的各种反应和条件--所谓的自催化--可以将寻找生命的重点放在其他行星上。 (图像信用:贝加加加)
一项新的研究发现,自我维持的化学反应可能支持生物学与生命截然不同,因为我们知道,它可能存在于许多不同的行星上,使用地球生命所依赖的碳以外的各种元素。

在…上 地球 生命是以有机化合物为基础的。这些分子由碳组成,通常包括其他元素,如氢、氧、氮、磷和硫。

但是,科学家一直在想 异族生活 可能会根据不同的化学成分进化。例如,研究人员早就推测硅可能也是生物学的支柱。

威斯康星大学麦迪逊分校的天体生物学家、细菌学家和进化生物学家贝特尔·加丹马尔告诉《空间》网站:"探索这些可能性,以便我们了解所有生命形式的样子,而不仅仅是地球生命,这是很重要的。"

一种对地球上生命至关重要的化学相互作用被称为自催化作用。自催化反应是自我维持的--它们可以产生分子,鼓励同样的反应再次发生。想象兔子的数量会增加。成双的兔子聚集在一起,产生了一堆新的兔子,然后新的兔子长大成对,并制造了更多的兔子。很多兔子很快就会有更多的兔子。

"生命起源研究人员之所以关注自催化作用,主要原因之一是因为生殖--生命的一个关键特征--是自催化作用的一个例子,"卡托马说。"生命促进了更多生命的形成。一个细胞产生两个细胞,它们可以变成四个细胞等等。随着细胞数量的增加,可能的相互作用的数量和多样性相应地增加。"

在新的研究中,研究人员寻找除有机化合物之外的自催化作用。他们认为自催化能促进非生物发生。 生命起源 从没有生命。

科学家们专注于所谓的比例循环,它可以产生一个分子的多个拷贝。这些产品可以作为启动材料,帮助这些循环再次发生,导致自催化。

美国威斯康星大学麦迪逊分校的进化生物学家,研究的主要作者,朱彭,对空间网站说:"共同比例可能是独一无二的,因为它产生了一个产出的倍数--它看起来很像繁殖。"

为了发现这些反应,科学家们分析了两个多世纪以来用多种语言编写的数字化科学文件。"有了有效的语言搜索和翻译工具,我们就能够设计并进行这种第一次的自我催化循环普及性评估,"研究的合著者,威斯康星麦迪逊大学的地质学家扎克·亚当,告诉斯帕塞.com。

最终,研究人员发现了270个不同的自催化反应周期。"自催化可能不那么罕见,但它可能是许多不同环境的普遍特征,甚至是那些与地球完全不同的环境,"Kaar说。

大多数270个循环没有使用有机化合物。有些人以生活中缺乏或极其罕见的元素为中心。 地球 ,如汞,或放射性金属钡。一些循环可能只发生在极高或极低的温度或压力下。

研究人员甚至发现了四个涉及惰性气体的自催化循环,这种循环只有在化学上与其他元素发生反应时才会出现。如果即使是相对惰性的气体,比如说氧,也能参与自催化作用,"有充分的理由猜测其他元素中的自催化作用更容易发生,"彭说。

其中只有8个周期相对较复杂,由4个或多个反应组成。大多数的270个周期是简单的,每个周期只包含两个反应。

"人们认为这类反应非常罕见,"卡塔马尔在一个 陈述书 ."我们正在表明,它实际上远非罕见。你只需要找对地方。"

研究人员指出,有可能将多个周期结合在一起,即使它们彼此非常不同。这可能导致自我维持的化学反应,产生多种多样的分子,产生大量复杂性。

卡丹马尔说:"由于手头有如此多的自我催化的基本配方可供参考,现在研究的重点可以转移到理解自催化如何通过比例作用在形成一个行星的化学过程中产生更显著的影响。"

科学家们希望未来的研究能够实验性地测试他们所创造的这本新食谱。

彭说:"这里介绍的周期是一系列基本配方,它们可以混合起来,并以以前在我们的星球上从未尝试过的方式进行匹配。""他们可能会发现一些全新的复杂化学的例子,在碳甚至硅基循环过于燃烧或冻结的情况下,这些化学反应是有效的。"

研究人员警告说,目前还不清楚这些周期的可能性有多大。"并不能保证我们整理的所有例子都能在实验室运行或者在其他天文物体上找到,"彭说。

除了这项工作对寻找生活的影响 宇宙 亚当说:"并且了解生命的起源,这项研究可能会有实际的应用,比如"优化化学合成,有效地利用资源和能源"。"另一种方法是使用化合物进行有趣的工作,例如化学计算。"

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