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翻譯：賀玉影

校對(duì)：牧夫校對(duì)組

編排：胡暖暖

后臺(tái)：朱宸宇

https://phys.org/news/2025-07-path-protocells-saturn-moon-titan.html

土衛(wèi)六上的碳?xì)浠衔锖图淄橛暝?。圖源：Jenny McElligott / eMITS

美國(guó)航天局的研究表明，類似細(xì)胞的結(jié)構(gòu)——囊泡——可能在土衛(wèi)六的湖中自然形成。

*囊泡（vesicle）又稱小泡，在細(xì)胞生物學(xué)中指一類細(xì)胞內(nèi)體積相對(duì)較小，有特殊內(nèi)含物的封閉囊狀構(gòu)造，其外圍由至少一層的脂質(zhì)雙層分子膜（單位膜）包圍而成，用來存放、消化、轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)（例如細(xì)胞產(chǎn)物或廢物）。

土衛(wèi)六是除地球之外唯一的已知地表存在液體的天體。不過，土衛(wèi)六的湖和海中并非充盈著水，而是乙烷和甲烷等液態(tài)烴類。

就我們目前的了解，在地球上，液態(tài)水對(duì)生命的起源至關(guān)重要。許多天體生物學(xué)家猜測(cè)，土衛(wèi)六的這些液體是否也能提供一個(gè)環(huán)境，用于生命所需分子的形成——無論是我們已知的生命形式，還是未知的其他形式。

這一新研究成果發(fā)表在《國(guó)際天體生物學(xué)雜志》，基于我們目前對(duì)土衛(wèi)六的大氣和化學(xué)的了解，簡(jiǎn)述了土衛(wèi)六可能自發(fā)形成穩(wěn)定囊泡的過程。這種結(jié)構(gòu)的形成是構(gòu)建活細(xì)胞或原細(xì)胞（protocells）前身的重要步驟。

這一過程涉及一種叫做兩親分子（amphiphiles）的分子，在合適的條件下它們可以自我組織形成囊泡。在地球上，這類分子具有兩個(gè)部分：一頭疏水（怕水），另一頭親水（喜水）。當(dāng)它們處于水中時(shí)，這類分子會(huì)成組聚集、形成類似肥皂泡的球體，親水的部分朝外、與水相接觸，以此“保護(hù)”球體內(nèi)部疏水的部分。在合適的條件下，可以形成類似細(xì)胞的雙層球體，其雙層的膜當(dāng)中裹著一小包水。

但是在考慮土衛(wèi)六上囊泡的形成時(shí)，研究人員必須考慮一個(gè)與原始地球截然不同的環(huán)境。

土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系中第二大的衛(wèi)星。它還是太陽系唯一一顆擁有厚實(shí)的大氣層的衛(wèi)星。

土衛(wèi)六那朦朧的金色大氣層讓它在人類歷史上的大部分時(shí)間里都被籠罩在神秘之中。不過，當(dāng)2004年美國(guó)航天局的卡西尼號(hào)飛船抵達(dá)土星后，我們對(duì)土衛(wèi)六的認(rèn)識(shí)永遠(yuǎn)地改變了。

因?yàn)榭ㄎ髂崽?hào)，我們現(xiàn)在知道土衛(wèi)六擁有復(fù)雜的氣象循環(huán)，至今仍積極地影響著它的表面。土衛(wèi)六的大氣主要由氮組成，但也含有大量甲烷。這些甲烷形成云和降雨，降落到表面，造成侵蝕并形成河道，填滿湖泊和海洋。然后，這些液體在陽光下蒸發(fā)，再次形成云層。

這一大氣活動(dòng)也使得復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。來自太陽的能量分解了甲烷這樣的分子，它們的碎片重新組合成了復(fù)雜的有機(jī)分子。許多天體生物學(xué)家認(rèn)為，這一化學(xué)反應(yīng)可以告訴我們生命起源所需的分子是如何在早期地球上形成和進(jìn)化的。

這項(xiàng)新研究通過重點(diǎn)研究雨滴飛濺到海面上的水滴，探討了在土衛(wèi)六碳?xì)浠衔锖春秃Ｑ蟊鶅龅臈l件下如何形成囊泡。在土衛(wèi)六上，飛濺的水滴和海洋表面都可能被數(shù)層兩親分子包裹。如果水滴落在池塘表面，兩層兩親分子就會(huì)相遇，形成雙層的囊泡，將原本那滴水包起來。隨著時(shí)間的推移，許多這樣的囊泡會(huì)散布在整個(gè)池塘中，并在進(jìn)化過程中相互影響和競(jìng)爭(zhēng)，最終形成原始的原細(xì)胞。

如果這一理論為真，它將增加我們對(duì)形成生命的條件的理解。

美國(guó)航天局戈達(dá)德航天中心（位于美國(guó)馬里蘭州格林貝爾特）的康納·尼克松解釋道：“土衛(wèi)六上囊泡的存在將提高土衛(wèi)六環(huán)境的秩序和復(fù)雜性，而秩序和復(fù)雜性是生命起源的必要條件。我們對(duì)這些新想法感到興奮，因?yàn)樗鼈兛梢蚤_辟土衛(wèi)六研究的新方向，并可能改變我們未來在土衛(wèi)六上尋找生命的方式。”

美國(guó)航天局首次飛往土衛(wèi)六的任務(wù)是即將執(zhí)行的 “蜻蜓 ”號(hào)旋翼飛行器，它將探索土衛(wèi)六的表面。雖然土衛(wèi)六的湖泊和海洋不是 “蜻蜓 ”號(hào)的目的地（而且它也不會(huì)攜帶探測(cè)此類囊泡所需的光散射儀器），但它將點(diǎn)到點(diǎn)地飛行、研究土衛(wèi)六的表面成分，進(jìn)行大氣和地球物理測(cè)量，并確定土衛(wèi)六環(huán)境的可居住性特征。

責(zé)任編輯：郭皓存

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2022年11月4日，韋布空間望遠(yuǎn)鏡近紅外相機(jī)（NIRCam）拍攝了土星六，這是土衛(wèi)六第一張韋布圖像。

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