天體生物學研究預測了我們不知道的外星生命

對外星生命的尋找一直被限制在以地球上的生命為參照,基本上是尋找地球以外的 “我們所知道的生命”。對於尋找其他行星上生命的天體生物學家來說,根本沒有工具來預測 “我們不知道的生命”的特徵。

在發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的新研究中,一個科學家小組通過確定生命化學的普遍模式來解決這一限制,這些模式似乎並不依賴於特定的分子。這些發現為預測具有與地球生命不同生物化學的外星生命特徵提供了一個新機會。

天體生物學研究預測了我們不知道的外星生命

研究者表示,我們希望有新的工具來識別甚至預測我們不知道的生命特徵,要做到這一點,我們的目標是確定應該適用於任何生化系統的普遍規律。這包括為生命的起源開發定量理論,並使用理論和統計學來指導我們在其他星球上尋找生命。

在地球上,生命是從數百種化合物和反應的相互作用中產生的。其中一些化合物和反應在所有生物體中都能找到,為地球上的所有生命創造了一個普遍共享的生物化學。不過,這種普遍性的概念是針對已知的生物化學,不允許對尚未觀察到的例子進行預測。

天體生物學研究預測了我們不知道的外星生命

研究人員最終決定,酶作為生物化學的功能驅動因素,是接近這一概念的一個好方法。利用綜合微生物基因組和微生物組數據庫,研究者能夠調查細菌、古細菌和真核生物的酶學構成,從而捕捉到地球上大多數的生物化學。

通過這種方法,研究小組能夠發現一種新的生物化學普遍性,即識別整個生命樹上共享的酶的生化功能統計模式。在這樣做的過程中,他們驗證了無法用所有已知生命使用的共同的酶功能集來解釋的功能原理,並確定了與一般功能類型相關的比例關係。

研究人員從生物化學的大規模統計模式中確定了這種新的生化普遍性,並發現與傳統的由地球上所有生命共同的特定分子和反應所描述的普遍性相比,它們對未知的生命形式更具普遍性,這一發現使我們能夠為生命的一般規則制定一個新的理論,這可以指導我們尋找新的生命實例。

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