土卫六：没水也能有生命？——在土星的这颗卫星上，碳氢化合物海洋可能作为生物分子所需的溶剂

2002

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土卫六：没水也能有生命？
在土星的这颗卫星上，碳氢化合物海洋可能作为生物分子所需的溶剂

Feburary 1, 2005 　　

OurSci News Staff 　　

土卫六表面，乙烷河流的三角洲

　　〖北京〗土卫六上那些黑暗的区域真的是液态乙烷百川汇流的海洋吗？如果是这样，那海里的鱼会是什么样子？

　　惠更斯探测器对这颗巨大土星卫星所拍到的奇异照片，使得“不需要水的生命”这个话题在科学上变得严肃起来。

　　佛罗里达大学的化学家Steven Benner说，认为土卫六上没有生命，显示人类对碳基生命分子的认识还有差距。他认为，生物应该能在碳氢化合物的海洋里生活得很好。

　　这种想法在以前颇遭轻视。美国宇航局(NASA)过去和现在寻找地外生命的努力中，都是首先寻找水——尤其是液态水——存在的迹象。火星探测器正在红色行星上奋力寻找生命遗迹，因为很久以前那里曾经温暖湿润、有流水冲刷地面。天文观测表明，木星的卫星木卫二冰封的表面下可能有着液态水的海洋，NASA为此筹划着对这颗卫星的近距离飞掠观察。

　　地球上的情景，为这种做法提供了强有力的证据。有水和能量来源的地方才有生命，对所有形式的生命而言，水似乎都必不可少。这使得一些科学家对土卫六上存在生命的可能性较为悲观。欧州航天局(ESA)惠更斯计划的科学家François Raulin说：“（土卫六）表面不可能有生命，因为那里太冷了，也没有液态水。”

　　但生命是否非要水不可？或者只是地球上的生命进化到适应了这个到处是水的环境？能够被认为是生命的任何东西，都需要一种液体溶剂来运输分子、将分子聚集到一起。但谁说这种溶剂必须是水呢？

　　奇特的解决之道

　　Benner及其同事在Current Opinion in Chemical Biology杂志上说，其它星球上没有水的环境，也可能满足生命所需的条件。液氨与水就颇为相像：它能溶解分子，包括碳基（有机）分子。地球上氨的沸点是33℃，但在太阳系中的很多地方如木星的云层里，氨可能以液态形式存在。

　　其它星球上可能有着奇特的溶剂：所有的气体大行星都可能包含由致密的、类似液态的氢构成的区域，金星有着由硫酸雨滴构成的云。

　　但土卫六看上去是非水生命诞生的最佳候选地点。它上面似乎有河流和海洋，粘乎乎的表面显然含有有机分子。其大气中有腈化物（含有一个CN基团的有机化合物），有人提出，腈化物可与水冰发生反应，产生肥沃的有机物混合物，其中可能孕育生命。

　　Benner指出，非水溶剂如碳氢化合物有可能支持复杂的有机反应。事实上，有机化学家认通常认为它们在这方面比水更强，因为水的化学性质太活泼，可能对精巧的化学过程产生干扰。

　　水的运动

　　地球上第一个生物分子为何没有在与水的反应中被撕碎，是生命起源的一个谜。在碳氢化合物液体中进化的生物，将不会有这样的问题。Benner说，“水是一个大麻烦”，因为它太活泼了，“人类基因组之所以能存活下来，是因为它在不断被修复”。

　　即使是在地球上，生命的许多化学反应也并不需要水，而由带憎水基团的酶催化。多种酶在细胞壁内无水的油性环境里工作得很好。

　　相对脆弱的氢键，使地球上的生物分子（如DNA的双螺旋）具有相互结合与分离的关键能力。但水分子也会形成氢键，因而由氢键联接的分子团在水里会很容易分离。Benner说：“在乙烷里，可能存在的生命形式将能更多地利用氢键。”

　　因此，若抛开水在地球上大量存在这一事实，其特殊地位并不明显。Benner总结说：“如果生命是化学反应力的固有产物，土卫六上应该有生命。我们需要派出一个能在上面生存几个星期而非几分钟的着陆器，再到那里去一趟。”

　　但这必须等很长时间：迄今NASA并无再次进行土卫六考察的确定计划。

　　References:

　　1. Titanic life may bloom without water,Nature News |Story|

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收录时间：2005.02.01
作者：
编辑：碧声
来源：三思编译

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