天体生物学研究预测了我们不知道的外星生命

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对地外生命的搜索仅限于以地球上的生命为参考,基本上是寻找地球之外的“我们知道的生命”。对于在其他行星上寻找生命的天体生物学家来说,没有工具可以预测“我们不知道的生命”的特征。

在发表在《美国国家科学院院刊》(PNAs)上的一项新研究中,一组科学家通过识别似乎不依赖于特定分子的生物化学的一般模式来解决这一局限性。这些发现为预测外星生命的特征提供了一个新的机会,外星生命的生物化学特征与地球上的生命不同。

天体生物学研究预测了我们不知道的外星生命-第1张图片-IT新视野

研究人员说,我们希望有新的工具来识别甚至预测我们不知道的生命特征。为此,我们的目标是确定适用于任何生化系统的一般规律。这包括发展生命起源的定量理论,并使用理论和统计数据来指导我们在其他行星上寻找生命。

在地球上,生命是由数百种化合物和反应相互作用而产生的。其中一些化合物和反应可以在所有生物体中找到,为地球上所有生命创造了一种普遍共享的生物化学。然而,这个普遍的概念是针对已知的生物化学,不允许预测尚未观察到的例子。

天体生物学研究预测了我们不知道的外星生命-第2张图片-IT新视野

研究人员最终决定,作为生物化学功能驱动因素的酶是实现这一概念的好方法。利用一个全面的微生物基因组和微生物组数据库,研究人员可以研究细菌、古细菌和真核生物的酶组成,从而捕捉地球上的大部分生物化学。

通过这种方式,研究团队可以发现一种新的生物化学普遍性,即识别生命树中共享的酶的生物化学功能的统计模式。在这样做的过程中,他们验证了所有已知生命体使用的一组常见酶功能无法解释的功能原理,并确定了与一般功能类型相关的比例关系。

研究人员从生物化学的大规模统计模型中确定了这种新的生物化学普遍性,并发现它们对未知生命形式的普遍性比地球上所有生命共同的特定分子和反应所描述的传统普遍性更为普遍。这一发现使我们能够为生命的一般规律制定一个新的理论,这可以指导我们找到新的生命实例。

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