實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在土衛(wèi)六大氣中凝結(jié)形成的固態(tài)丙烯腈飄落到液態(tài)甲烷乙烷表面后，無法自然形成可為生命細(xì)胞提供保護(hù)的籠形氮質(zhì)體。

卡西尼探測(cè)器拍攝的土衛(wèi)六表面雷達(dá)圖像。藍(lán)黑色區(qū)域是星羅棋布的甲烷乙烷湖泊。

NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS

在一篇發(fā)表于3月11日《科學(xué)進(jìn)?。⊿cience Advances）》雜志上的論文中，兩位來自NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者稱，他們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六的液態(tài)甲烷乙烷海洋湖泊中，無法自然形成一種被稱為“氮質(zhì)體（azotosomes）”的籠形球體，表明土衛(wèi)六環(huán)境中如果有生命體存在，它們的起源和演化方式一定和地球生命截然不同。

氮質(zhì)體是一種僅存在于理論中的假想細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，由科學(xué)家通過計(jì)算機(jī)模擬提出，旨在探索宇宙中是否存在不依賴水的生命形式。

與地球生物依靠磷脂分子在水中自發(fā)形成細(xì)胞膜不同，氮質(zhì)體被認(rèn)為是由丙烯腈等含氮有機(jī)分子在土衛(wèi)六極寒液態(tài)甲烷海洋中，通過反向物理化學(xué)作用聚集而成。

氮質(zhì)體假說的核心意義，在于探索生命基本結(jié)構(gòu)在非水溶劑環(huán)境下構(gòu)建的理論可行性。

土衛(wèi)六極為寒冷，也極為干燥。足以讓包裹地球生命有機(jī)體細(xì)胞和細(xì)胞器的細(xì)胞膜凍結(jié)碎裂。常識(shí)告訴我們那里不可能會(huì)有生命。但2015年，部分科學(xué)家在計(jì)算機(jī)模擬中發(fā)現(xiàn)，一種名為丙烯腈（acrylonitrile）的類合成橡膠成分可以在土衛(wèi)六的甲烷海中自然形成籠形的氮質(zhì)體。如果真是這樣，那么這種化合物理論上就能夠?yàn)榭赡艽嬖诘募?xì)胞提供保護(hù)性外殼。但是不久之后，又有科學(xué)家在計(jì)算機(jī)模擬中發(fā)現(xiàn)，氮質(zhì)體無法在土衛(wèi)六上自行合成。

由于僅僅依靠模擬無法得出足夠可信的結(jié)論，研究人員決定通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將固態(tài)的丙烯腈撒在超冷的液態(tài)甲烷和乙烷上——這是這兩種化合物在土衛(wèi)六上發(fā)生接觸的一種合理方式。丙烯腈會(huì)在土衛(wèi)六大氣中凝結(jié)成固體，然后通過降雪飄落到土衛(wèi)六海洋或湖泊的表面。

在實(shí)驗(yàn)中研究人員發(fā)現(xiàn)，液態(tài)乙烷和丙烯腈結(jié)合后形成的是晶體，而非籠形氮質(zhì)體；液態(tài)甲烷同樣也無法和丙烯腈結(jié)合成氮質(zhì)體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了此前的假說。

但土衛(wèi)六上存在生命的可能性依然存在。也許土衛(wèi)六上存在某種未知的方式，可以合成籠形的氮質(zhì)體；也許土衛(wèi)六生命的起源和演化根本不需要氮質(zhì)體。

人類總是傾向于按照已有的知識(shí)來解釋生命，因?yàn)榈厍蛏悄壳耙阎奈ㄒ簧螒B(tài)。但在土衛(wèi)六上，生命可能并不一定需要以我們可以想象的方式存在。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在土衛(wèi)六大氣中凝結(jié)形成的固態(tài)丙烯腈飄落到液態(tài)甲烷乙烷表面后，無法自然形成可為生命細(xì)胞提供保護(hù)的籠形氮質(zhì)體。

NASA

參考

Experimental insights into the azotosome hypothesis in Titan’s lake fluids

http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed1426

Can polarity-inverted membranes self-assemble on Titan?

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aax0272