研究人员发明,生命的存在不仅依附于特定分子本身,还依附这些分子之间一种特别的组织方法或“隐秘秩序”。 他们声称,可以用统计学办法辨认这种组织道理,从而仅凭有机化学样本平分子的分布模式,就有望“嗅探”出外星生命的迹象。 “我们的工作注解,生命会产生具有特点性模式的分子混淆物,这些模式与非生命体系截然不合。”行星科学助理传授、论文合著者法比安·克伦纳在接收采访时表示,“经由过程我们的统计办法,这些模式可以被清楚地检测出来。”

经久以来,科学家们重要经由过程寻找“生物印迹”分子来断定外星生命可能的存在,例如在火星上,NASA 的“毅力号”和“好奇号”火星车正在分析岩石和大年夜气样本中的有机化合物及其他潜在的微生物生命迹象。 而此次揭橥在《天然·天文学》上的新研究则强调了“分子排序”的重要性,将眼光从“有什么分子”转向“这些分子是若何被生命组织起来的”。

这项办法的一大年夜优势在于,它不仅可以应用在将来义务上,也能回溯性地分析现稀有据集。 换句话说,人类或许早已在大年夜量汗青不雅测数据中“相逢”过外星生命的线索,只是尚未用合适的对象将其辨认出来。

具体来说,研究团队发明,假如某种分子混淆物是由生命产生的,那么个中氨基酸的类型平日加倍多样,且在数量上分布更平均;而脂肪酸的情况正好相反,由生命生成的脂肪酸类型更少、分布也更不平均。 科学家认为,这种所谓的“分子多样性特点”本身就可以作为一种可检测的生物印迹,不再局限于个别“生命标记分子”的存在与否。

值得留意的是,这套办法在技巧层面并不依附全新的大年夜型仪器。 克伦纳表示,只要义务本身可以或许测得同一类相干有机分子之间“相对丰度”的信息,他们的办法就可以被直策应用。 这意味着,很多已经在筹划或即将实施的深空义务,都可能成为该办法的潜在“实验场”。

个中,筹划前去木星卫星欧罗巴的 NASA“欧罗巴快船”义务被认为极具潜力。 该探测器估计将在 2031 年开端履行多次近距离飞掠,重点探测这颗可能拥有广阔地下海洋的冰封卫星的情况前提,评估其是否具备孕育生命的可能。 舰载仪器“外面尘埃分析仪”(SUDA)可以测量有机分子的丰度,假如它捕获到足够丰富的有机分子家族及其相对丰度信息,那么研究团队提出的统计办法就有望用于断定这些分子模式更接近生物过程照样非生物过程。

尽管如斯,研究人员也强调,这一办法弗成能单凭一己之力“宣布密明外星生命”。 “我们的做法更像是广义生物印迹框架的一部分。”克伦纳指出,“在摸索地外生命时,没有任何单一旌旗灯号可以被视为绝对证实。” 但这套办法有望极大年夜拓宽科学家对“生命形态”的概念范围,赞助发明那些不相符传统生命化学范式、本来可能被忽视的生命情势。

这种潜在冲破源于办法本身的一个关键特点:它存眷的是分子的组织构造,而不是生命化学教科书中列举的那些“典范分子”。 正如克伦纳所言,“我们的研究集中在分子之间的组织构造本身。原则上,只要某种陌生的生命情势在组织分子方面与非生物过程有所不合,这个办法就有可能对其敏感。”

此外,这一办法完全基于统计计算,是以可以大年夜范围应用于各类档案数据。 克伦纳指出,因为办法本质上是计算性的,不须要专门的新仪器,假如现稀有据集中包含足够的分子丰度信息,那么就可以应用这种“多样性分析”思路从新核阅这些数据。 这不仅意味着潜在生命旌旗灯号的“搜刮面”将被明显扩大年夜,也让任何一次新数据的获取,都有可能在与旧数据的综合分析中产生“不测之喜”。

为找出支撑生命的组织性道理,团队分析了不合体系平分子混淆物的多样性,重点考察两点:一是有若干种不合的分子存在,二是这些分子的分布是否均衡。 他们发明,生物体系(即生命)与非生物体系在组织分子的方法上存在体系性差别——生物产生的模式表现出身命的一些基来源基本则,而非生命过程则难以复制这种“秩序”。

在詹姆斯·韦布太空千里镜、地外文明搜寻筹划(SETI)以及即将出发的“欧罗巴快船”等多条数据渠道的合营感化下,加州大年夜学河干分校团队的新办法被视为进一步进步“重大年夜发明几率”的重要拼图之一。 或许,人类距离最终证实“我们并不孤单”的那一刻,又向前迈进了一小步。

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