NASA稱發現"砷基生命"被指報告存嚴重漏洞
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- 時間:2010-12-15 9:52:14 來源:現代快報
核心提示：NASA新發現的細菌引來生命定義大爭論，這幾天全球科學家閱讀了NASA這份報告后，表示報告存在“嚴重漏洞”，一些簡單必要的實驗步驟并未進行，將直接影響該項研究的可信度。中國專家陳均遠認為"會吃砷不稀奇"NASA報告重要方面"語焉不詳"。
現代快報12月14日報道 “這個莊嚴、沉靜、帆影杳無的大海——這個地球上最凄涼角落里的最凄涼居民……”馬克·吐溫在《苦行記》第三十八章如此描述莫諾湖。被馬克·吐溫稱為“最凄涼居民”的莫諾湖，最近卻因全球矚目而沸騰。在這個沒有任何魚兒可以生存的寂寞的湖里，科學家卻發現了一種奇特的新生命，它們仿佛來自外星球——因為它們居然能夠利用劇毒的砷，也就是俗稱的砒霜，來進行新陳代謝！
吃砒霜不但沒有被毒死，還能用它來維持生命？這可不是科幻小說里的情節。本月初，美國宇航局NASA的天體生物學家公布了這一發現。如果這個結果被確認，那么“生命及生命存在于何處”的定義將被擴大。也許，浩瀚的宇宙中，還有更多的外星生命，它們所需的生命基本元素真的與我們不同？
“外星”細菌并非來自外星球
而是能在地球上用第七種元素來合成生命的生物
“外星”細菌究竟是怎么回事？難道，它們真的來自外太空？其實并非如此。它們的家園就在地球上。
NASA的天體生物學家在新聞發布會上表示，他們是在鄰近加利福尼亞州的莫諾湖收集到這種奇怪的微生物，放在實驗室含有砷的混合試劑中培植了幾個月，結果發現微生物體內的磷原子被砷原子置換出來了。負責這項研究工作的費麗莎·烏爾夫·西蒙說，每天她去實驗室的時候都會屏住呼吸，生怕這些微生物會死去，但它們沒有。要知道，砷可是地球上最具毒性的化學物質之一，而它的氧化物形式就是大家所熟知的毒藥砒霜。
既然它就生活在地球上，為何稱之為“外星”細菌？對此，專家解釋，因為目前地球上已知的生物，都離不開磷、碳、氧、氨、氫、硫這六大生命元素，然而這種新發現的微生物，除了像地球上普通生命一樣，可以六元素為基礎而生存，還能“以砷代磷”，完全依賴劇毒的砷元素存活。“它與現在我們已知的地球生命都不一樣，”此外，這個發現甚至可以改變人類向外太空尋找新生命的方式，以往，通常是通過尋找外星球上有沒有六元素，來判定這里是否具備存在生命的可能性。但這個發現證明，一些星球雖然缺乏磷這種重要的生命元素，但也很可能有生物存在。
那是否真的存在第七種生命元素呢？為什么目前的生命必須是以六大元素為基礎呢？
為何選六大元素作為生命基礎
因為它們在所有已知生命中都無法取代
“其實一直有人提出硅基生命等猜想，但從嚴謹科學角度來說，目前還沒有強有力的證據證明，有脫離了生命六大元素的生命存在。”中國科學院南京地質古生物研究所研究員、地質學和古生物學家陳均遠說，在漫長的生命誕生，以及進化演變過程中，之所以會選擇碳、氧、氮、氫、磷、硫這六大元素，而不是其它元素，是有原因的。
陳均遠說，能夠稱得上生命的物質，需要滿足一些基本的條件，比如新陳代謝、生長與繁殖、遺傳變異和進化等。而六大元素在生命體里的存在，可不是簡單的某元素分布在某部位。這些元素，有些是細胞的組成物質，有些則是維持細胞正常生命活動所必需的物質。
例如碳、氧、氮和氫在人體內的含量達到96%，它們都是構成蛋白質的必要成分，而蛋白質則是原生質的主要構成，可以說，沒有蛋白質就沒有生命。其中，碳可以說是最重要的元素，糖類、脂類等合成都需要大量的碳，因此，地球上的已知生命也被科學家稱為“碳基生命”。
磷和硫也是細胞生命物質的重要組成成分，硫使得蛋白質的構架更加復雜多樣；而核酸和磷脂這些重要化合物均含有磷，磷參與細胞的能量代謝，對遺傳起到不可或缺的作用。
目前已知的地球生命中，無論植物還是動物，或是低等的微生物，它們都含有這六種元素，所以就把這六元素作為構成生命的最基本要素。
有人會疑問，除了這六種元素，人體內還有很多其他元素，比如鐵、鋅、銅、錳等微量元素，這些元素難道就不是生命元素了嗎？陳均遠說，除了六種元素，生命體內還可能會存在其它不同的元素，例如人體已知的元素就達60多種。但這些元素并不能簡單稱之為生命元素，它們對于人來說是不可或缺的，但對其他生命體來說就不一定，可以被取代。而六大元素是所有已知生命都不能缺少和取代的，缺少就意味著死亡。
有了六大元素能否人造生命
專家表示生命的形成還有很多謎
既然人類已經知道生命必備元素是這六種，是不是意味著提取這六種元素，再營造出一定的環境，就可以人工創造出生命呢？陳均遠表示，這太難太難了！“人工合成蛋白質已經費了九牛二虎之力了。”陳均遠說，利用元素就想合成生命這是幾乎不可能的。
“生命的起源，有三個過程是跑不了的。”中國科學院南京地質古生物研究所研究員袁訓來說，第一個是從無機物到有機小分子，比如說一氧化碳、二氧化碳、水、氫氣、氨氣，這些東西先要合成有機小分子，就像氨基酸、嘌呤、核苷酸這些東西；第二個，由有機小分子到有機大分子，例如蛋白質、多糖、核酸這些物質，因為蛋白質是組成生物體的主要的物質，多糖等是組成細胞的骨架細胞壁的主要成分，核酸是遺傳物質；第三個，就是生物大分子演化到原始單細胞的生命。
目前人類在實驗室里，可以做到第二個過程，形成蛋白質。但最難的就是第三個過程：如何從無生命的大分子，變成生命。“也許是閃電、也許在熱水中，大分子怎么能自我選擇合成DNA、RNA，把其他的大分子拋棄掉？我們不知道；DNA、RNA自己能夠復制，能夠為下一代遺傳下去，這個過程我們也并不知道；另外，精密的細胞膜又是怎么形成的？也不知道。”
袁訓來說，從無機物到有機物，到有機化合物，再到有機生命體的演化，還需要很多的偶然性。有人曾經比喻，這些無機物好像一個垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、鐵、廢棄金屬、油，而生命，而一個單細胞，就像一輛精美的奔馳車，一陣臺風過后，這些垃圾竟然組裝成了一個奔馳車，這是難以想象的吧？生命起源的過程非常非常的艱難。
磷和砷在元素表中是“兄弟”
但能否成為生命第七大元素還有很多疑點
而此次“外星”細菌的發現，是否真的可以證明生命的第七元素存在？
“如果研究本身是嚴謹可信的，那么這項發現的確非常罕見，也打破了我們固有的認知。”袁訓來說，其實，在莫諾湖發現利用砷的生物已經不是新聞，但是能夠用砷來維持生命的，這卻是第一例。早在2008年，在莫諾湖就已經發現了用光能氧化亞砷酸，而不是光解水來進行光合作用的細菌。但是這次發現的微生物，卻在用砷組成自身的各種關鍵分子，能夠將砷納入到自身的DNA中，可以被稱作“砷基生命”，所以才會引起轟動。
然而，就在這幾天，一些全球頂級科學家閱讀了NASA這份報告后，表示報告存在“嚴重漏洞”，一些簡單必要的實驗步驟并未進行，將直接影響該項研究的可信度。例如：當從這一新物種細菌的任何分子中萃取DNA時，應當對DNA分子樣本進行仔細的清洗，從而確保樣本不被污染。事實上這種食砷細菌在水中存活，就意味著它的生存環境必然存在著磷酸鹽，因為砷在水中會分解。而估計該研究小組就是用磷酸鹽來浸泡的。
“會吃砷并不稀奇。最關鍵的是，我們都知道，生命遺傳密碼的構成必須有磷元素，而這種微生物在這方面是怎樣用砷來完全取代磷的？”陳均遠覺得，NASA的報告在最重要的方面“語焉不詳”。
陳均遠認為，至少憑目前公開的資料，還不足以證明砷能夠成為生命的第七元素。在化學元素周期表中，磷和砷的位置很接近，屬于同一族。作為和磷類似的物質，砷也時常參與到生物的新陳代謝中，但是它存在“先天不足”，如果用砷酸作連接物，DNA鏈就很容易斷裂。所以，地球上的生命在選擇時就摒棄了砷，選擇了更加穩定的磷。“你想想，早期火山大規模爆發，地球上并不缺少砷元素啊，如果砷可以成為生命的必需元素，為什么現在我們已知的這些生命沒有選擇它呢？”
