內容摘要：生命需要重復化學反應。描述自我持續重復所需的各種反應和條件——稱為自動催化——可以專注于在其他星球上尋找生命。(圖片來源:uux.cn/betül kaar)神秘的地球uux.cn）據美國太空網查爾斯
生命需要重復化學反應。描述自我持續重復所需的究表各種反應和條件——稱為自動催化——可以專注于在其他星球上尋找生命。(圖片來源:uux.cn/betül kaar)
（神秘的明外命
地球uux.cn）據美國太空網（查爾斯·蔡）：一項新的研究發現，自我維持的碳基化學反應可能支持與我們所知的生命截然不同的生物，這些生物可能存在于許多不同的新研星生星球上，使用地球生命所基于的究表碳以外的各種元素。
在地球上，明外命生命基于有機化合物。碳基這些分子由碳組成，新研星生通常還包括其他元素，究表如氫、明外命氧、碳基氮、新研星生
磷和硫。究表
然而，明外命科學家們長期以來一直想知道外星生命是否會基于顯著不同的化學成分而進化。例如，研究人員長期以來推測硅可能也是生物學的支柱。
“探索這些可能性很重要，這樣我們就可以了解所有形式的生命可能是什么樣子，而不僅僅是地球生命，”該研究的高級作者betül kaar告訴Space.com，他是威斯康辛大學麥迪遜分校的天體生物學家、細菌學家和進化生物學家。
一種對地球生命至關重要的化學反應被稱為自動催化。自催化反應是自我維持的——它們可以產生分子，促使相同的反應再次發生。想象一下兔子數量的增長。成對的兔子聚集在一起，生下一窩又一窩的新兔子，然后這些新兔子長大成雙成對，生下更多的兔子。不需要很多兔子，很快就會有更多的兔子。
“生命起源研究人員關心自動催化的一個主要原因是因為繁殖——生命的一個關鍵特征——是自動催化的一個例子，”卡卡爾說。“生命催化更多生命的形成。一個細胞產生兩個細胞，可以變成四個，以此類推。隨著細胞數量的增加，可能的相互作用的數量和多樣性也相應增加。”
在新的研究中，研究人員尋找有機化合物以外的自動催化。他們推斷自動催化有助于推動自然發生——從無生命狀態到生命的起源。
科學家們專注于所謂的“配比循環”,這種循環可以產生一個分子的多個副本。這些產品可以用作起始材料，幫助這些循環再次發生，導致自動催化。
該研究的主要作者、威斯康星大學麥迪遜分校的進化生物學家彭真告訴Space.com說:“可以說，配比是獨一無二的，因為這是一個產生多個輸出的單一反應——它看起來很像繁殖。”。
為了找到這些反應，科學家們分析了兩個多世紀以來用許多不同語言編寫的數字化科學文件。“通過有效的語言搜索和翻譯工具，我們能夠設計和進行這種首次對自動催化循環普遍性的評估，”研究合著者、威斯康星大學麥迪遜分校的地質學家扎克·亞當告訴Space.com。
最終，研究人員發現了270種不同的自動催化反應循環。“自動催化可能并不罕見，但相反，它可能是許多不同環境的普遍特征，甚至是那些與地球真正不同的環境，”卡卡爾說。
270個循環中的大多數沒有使用有機化合物。一些圍繞著地球上生命中缺少或極其稀有的元素，如水銀或放射性金屬釷。許多循環可能只在極高或極低的溫度或壓力下發生。
研究人員甚至發現了四個涉及惰性氣體的自動催化循環，這些惰性氣體很少與其他元素發生化學反應。彭說，如果甚至像氙這樣相對惰性的氣體也能參與自動催化，“我們有充分的理由猜測，其他元素更容易發生自動催化”。
其中只有八個循環是由四個或更多反應組成的相對復雜的循環。270個循環中的大部分都很簡單，每個循環只包含兩個反應。
“人們認為這種反應非常罕見，”卡卡爾在一份聲明中說。“我們證明了它實際上并不罕見。你只需要找對地方。”
研究人員指出，將多個周期結合在一起是可能的，即使它們彼此非常不同。這可能導致自我維持的化學反應，產生各種各樣的分子，產生大量的復雜性。
“有了這么多可供借鑒的自動催化的基本配方，現在研究的重點可以轉移到理解自動催化如何通過配比，在塑造行星的化學方面產生更顯著的影響，”卡卡爾說。
科學家們希望未來的研究可以實驗性地測試他們創造的這本新食譜。
“這里介紹的循環是一系列基本配方，可以以我們星球上從未嘗試過的方式混合和匹配，”彭說。“它們可能會導致發現復雜化學的全新例子，這些例子在碳基甚至硅基循環過于燃燒或凍結的條件下工作。”
研究人員警告說，這些周期的可能性有多大還不確定。“不能保證我們整理的所有例子都可以在實驗室運行或在其他天體上找到，”彭說。
除了這項工作可能對尋找宇宙中的生命和理解生命的起源具有意義，這項研究可能還有實際應用，例如“優化化學合成和有效利用資源和能源，”亞當說。"另一個是用化合物來完成有趣的任務，如化學計算."
科學家們在9月18日的《美國化學學會雜志》上詳細介紹了他們的發現。
