没有生物化学创造的合成物种根据达尔文进化论原则运作

想象一下与地球上任何生命形式都不相似的其他行星上生命形式的可能性。它们可能看起来像什么，为什么它们会如此不同?

JuanPérez-Mercader说这可能是可能的，答案可能是它们是从不同类型的化学中发展而来的。10多年来，这位哈佛大学地球与行星科学系和生命起源计划高级研究员一直在研究如何生产合成生命系统——不依赖生物化学，或使地球上出现生命的化学。

Pérez-Mercader解释说：“我们一直在尝试建立一个非生化系统，该系统能够独立执行所有自然生命系统共有的基本特性。”

Pérez-Mercader实验室的最新研究发表在上个月的CellReportsPhysicalScience上，甚至发现这样的系统参与了查尔斯达尔文所说的“为生命而奋斗”。该论文由Pérez-Mercader与共同作者SaiKrishnaKatla和ChenyuLin描述了他们如何创建两个合成模型(或“物种”)并观察它们之间随后发生的竞争。

早在这项研究之前，该实验室就想出了如何创建非生物化学但基于碳化学的系统，称为原始细胞。它们由自组装聚合物囊泡组成，这些囊泡是从与生物体无关的较小合成化学物质的均匀混合物中产生的。“这些系统就像生化细胞一样，”Pérez-Mercader指出。“他们出生，代谢他们需要的东西，成长，移动，繁殖，甚至进化。”

现在，研究人员想看看这些系统是否会根据竞争排斥的进化原则运作。正如我们从达尔文的著作中了解到的那样，这涉及到生存斗争——在争夺资源时，具有最大竞争优势的物种会压倒其他物种。

这就是为什么Pérez-Mercader和他的团队为这项特殊研究创造了两种新的原始细胞——一种具有光敏性优势，另一种则没有。当研究人员观察这些系统在光照环境中分享食物时的行为时，他们发现光敏“物种”能够存活下来，而另一个则不能。Pérez-Mercader说：“这是最适合的结构在其环境中生存的生存斗争。”

有了这些结果，Pérez-Mercader愿意走得更远，表明生化物质对于生命的斗争并不是必不可少的。“这表明非生化碳化学会导致‘适应性’较低的原始细胞物种灭绝，”他说。

他的团队的发现引出了一个问题：地球以外是否存在能够实现生命基本特性的化学物质?

Pérez-Mercader说：“有可能存在一些材料，一旦在行星表面某处条件适宜的情况下，它们就会发生化学反应、自组织，并且可能会做这个实验所展示的事情。”

他说，在适当的情况下，这些材料可能会从非常简单的化学性质演变为更复杂的结构。“我相信我们应该对宇宙其他地方的其他生命形式持非常开放的态度，它们可能不像我们现在所认识的生命。”