穿越新周期，腾讯的“攻守道”
研究人员已经开发出一种新的方法来模拟可能导致地球上细胞代谢出现的能量过程，这是所有活生物体至关重要的生物学功能。
这项研究今天在线发表在《天体生物学》杂志上，可以帮助科学家们了解生命是否有可能出现在其他世界的类似环境中。
利兹大学化学学院的合著者Terry Kee说：“我们试图做的是弥合地球早期的地质过程与地球上生物生命的出现之间的差距。”
以前，一些科学家提出，陨石可能将生物转移到了地球上。然而，这种理论得到了更多的支持，即生命起源于地球上诸如海底热液喷口之类的地方，是由无生命的物质（例如气体和矿物中发现的化合物）形成的。
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定义生活
“在生物生命之前，人们可以说早期地球具有地质生命。将涉及无生命的岩石和矿物的地质学考虑为活着似乎是不寻常的。但是生命是什么？” Kee说。“许多人未能对此问题给出满意的答案。因此，我们要做的是查看生命的运行，所有生命形式都使用燃料电池中发生的相同化学过程来产生能量。”
汽车中的燃料电池通过使燃料和氧化剂发生反应来产生电能。这是“氧化还原反应”的一个例子，因为一个分子失去电子（被氧化），一个分子获得电子（被还原）。
同样，植物中的光合作用涉及从二氧化碳还原成糖和将水氧化成分子氧而产生电能。人体细胞中的呼吸作用是将糖类氧化为二氧化碳，并将氧气还原为水，并在反应中产生电能。
某些地质环境（例如热液喷口）可以被视为“环境燃料电池”，因为电能可以从热液燃料与海水氧化剂（例如氧气）之间的氧化还原反应中产生。确实，去年日本的研究人员证明，在冲绳的深海实验中，可以从这些通风口利用电力。
燃料电池模型
在这项新研究中，研究人员已经证明了他们的燃料电池模型在地球上出现细胞代谢的概念证明。
在利兹大学的能源利兹可再生实验室和NASA喷气推进实验室中，研究小组用地质矿物组成的燃料电池和电实验取代了传统的铂催化剂。
“某些矿物质可能推动了地质还原反应，后来导致了生物代谢。“我们对早期地球上常见的含铁和镍的导电矿物特别感兴趣。”喷气推进实验室的美国宇航局天文生物学研究所“冰冷世界”团队的主要作者劳拉·巴格说。
铁和镍的反应性远低于铂。但是，少量但可观的功率输出成功地证明了这些金属仍然可以在燃料电池中发电，因此也可以作为地球早期热液喷口内氧化还原反应的催化剂。
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就目前而言，由无生命的岩石和矿物驱动的地质反应如何演变为生物代谢的化学方法仍然是一个黑匣子。但是，有了基于实验室的模拟这些过程的模型，科学家已经迈出了重要的一步，以了解地球上生命的起源以及其他世界是否可能发生类似的过程。
“这些实验模拟了地质系统中产生的电能，因此我们也可以用它来模拟液态水等其他行星环境，例如木星卫星欧洲木卫二或火星早期，” Barge说。
“借助这些技术，我们实际上可以测试任何给定的热液系统是否能够产生足够的能量来开始生命，甚至提供能量充沛的栖息地，使生命仍然存在，并可以由未来的任务发现。”
Energy Leeds，Nuffield基金会和NASA天文生物学研究所的“冰冷世界”团队为这项研究提供了资金。
莎拉·里德（Sarah Reed）
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