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100% 纯氢气环境也可以?生命延续必须靠氧气

2020-05-10 21:45:50 来源: www.szykdq.com 作者: 深圳市粤控电气有限公司

  本地工夫 2020 年 5 月 4 日, 该团队题为 Laboratory studies on the viability of life in H2-dominated exoplanet atmospheres(在以氢气为主的系内行星大气中性命保存才能的尝试室研讨)的论文在线揭晓于《天然·天文学》(Nature Astronomy)杂志。这里次要包罗两个目标——大肠杆菌的光密度(OD,optical density)和酵母的血细胞计数。此中,研讨职员仍旧没法肯定光谱特性图中的甲烷 CH4 和磷化氢 PH3 是由大肠杆菌发生的,别的许多光谱特性也难以辨别。玄色、蓝色、白色、绿色曲线别离代表氛围、纯氦气、纯氢气、20% 二氧化碳和 80% 氮气的混淆物。[2]https://www.sciencenews.org/article/planets-hydrogen-rich-atmosphere-alien-life【NASA 斯皮策太空千里镜初次间接观察到系内行星】对此,NASA 太空生物学家 Giada Arney 暗示:欠好看出,上述微生物在氛围中保存、繁衍的态势最好,但同时,它们也能在 100% 氢气的情况下保存、繁衍。该团队设想了一个别系,该体系由具有 30ml 培育基(用于大肠杆菌和酵母细胞培摄生长培育基的尺度培育基)和顶部空间为 126ml 的小硼硅酸盐瓶构成。那末,假如有朝一日真的探测到了如许的系内行星,我们能发明性命吗?上图是大肠杆菌的光密度,表白高浓度的纯氢气和其他气体不损伤大肠杆菌的存活和细胞团结。为探求系内行星上能否有性命存在,阐发其大气的身分相当主要。大肠杆菌是云云简朴的一种生物,但却会发生使人难以置信的气体。性命要想保存,还需求其他一些物资,就像尝试中瓶子里的培育基,好比能与岩石外表交流化学物资的液态水。现在地球上发生的氢气次要是被微生物耗损、在大气中被氧化或是消逝在太空中。汗青上,天文学家偏向于信赖太阳系外存在别的行星,直到 1990 年月,人类终究初次确认了系内行星的存在。麻省理工学院系内行星天文学家 Sara Seager 如是说道。研讨团队将瓶子置于 28 °C 的培育箱动摇器中,操纵精准的氧气传感器停止持续丈量,包管气体浓度不变、培育物连结缺氧形态。不外华盛顿大学天体生物学家 John Baross 也以为:实践上,这一光谱也有偏重要意义——在富含氢气的系内行星大气层中,上述许多气体能够作为可探测的生物标识表记标帜,好比二甲基硫醚 C2H6S(图中的 DMS),这在某种水平上也能增长天文学家在系内行星辨认到性命迹象的时机。因而,实际上以氢气为主或由 100% 氢气构成的行星大气层最多可比地球的大气层厚 14 倍,如许天文学家探测、察看起来也将非常简单。援用滥觞:水和氧气,是性命保存的前提,也是不断以来天文学家判定系内行星能否存在性命的根据之一。但克日,来自麻省理工学院地球大气与行星系、物理系、航空航天系、化学系的一组研讨职员却发明,一些微生物能在 100% 纯氢气的情况中保存繁衍!行星的大气层或以氢气为主尔后,天文学家对系内行星的研讨重心之一即是探求系内行星当中能否存在性命。理解性命能够发生哪些气体,是肯定系内行星上能够的生物标识表记标帜的第一步。

  性命持续必需靠氧气?100% 纯氢气情况也能够我们正在勤奋改动人们对宜居星球的观点。

上图是酵母的血细胞计数,一样表白高浓度的纯氢气和其他气体不损伤酵母的存活和细胞团结。将富含氢气的行星参加到对地外性命的探究区间当中,无疑是在另辟门路。有了假定,尝试便开端了。或许,跳脱固有思想,我们能更快地证实,在浩渺宇宙中,地球不是一颗孤单星球。微生物能在纯氢气中保存繁衍[3]https://mp.weixin.qq.com/s/hj04IwcOunFCpiH1tXvfaw同时,经由过程特别的拍照机持续监测,快速评价细胞培育物的浊度;周期性地对培育物取样,评价培育物的发展状况。也恰是由于密度,地球晚期大气层中的氢气含量很少,比 90 亿年前少了 1000 倍。别的,该团队还按照已有的数据,在论文中展现了大肠杆菌发生的气体的光谱特性,上图即是吸光度与波长的干系。[1]https://www.nature.com/articles/s41550-020-1069-4雷锋网理解到,岩质系内行星由富含铁的原始物资(如球粒陨石)和水冰聚集而成。仅仅寻觅富含氢的大气层是不敷的。那末,该团队以为,在行星构成的过程当中,水、铁发作反响发生氢气,将其开释到大气层中,也不是不克不及够。抱着这个成绩,孩子们常吃四种食物,改善睡眠,早吃早受益,天气开始凉爽团队提出了一个斗胆的料想:以氢气主导的情况中能够存在性命。雷锋网雷锋网在化学课上,我们都曾学过,氢气是天下上已知的密度最小的气体——在 1 尺度大气压和 0℃ 的前提下,氢气的密度为 0.089g/L,其密度只要氛围的 1/14。此中玄色、蓝色、白色、绿色曲线别离代表氛围、纯氦气、纯氢气、20% 二氧化碳和 80% 氮气的混淆物。研讨团队把大肠杆菌和酵母放在瓶子里,瓶子里别离装有纯氢气、纯氦气,和 20% 二氧化碳和 80% 氮气的混淆物(100% H2、100% He、20% CO2+80% N2),停止厌氧尝试(别的另有一个瓶子作为比较,装了氛围)。可见,这项研讨关于探究系内行星上的性命而言,具有出格的意义。content

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