科学家发现最有力外星生命证据，K2-18b或为类地海洋行星

科学家发现最有力外星生命证据，K2-18b或为类地海洋行星 天文学家在距离地球124光年的系外行星K2-18b上发现了强烈的生物活动迹象，被认为是迄今最有力的外星生命证据。研究人员通过詹姆斯・韦伯太空望远镜，在其大气层中检测到地球上仅由生物体产生的二甲基硫醚（DMS）和二甲基二硫醚（DMDS）。 K2-18b是一颗围绕红矮星运行、体积为地球8.6倍的富氢“海洋行星”，其环境可能类似地球早期的海洋生态。剑桥大学专家指出，尚无已知的非生物过程能解释这些有机分子的浓度，尽管目前尚不能断言生命确凿存在。

在泰国，一名感染新冠病毒的儿童在接受治疗后，眼睛的颜色从淡褐色变成了紫色。

在泰国，一名感染新冠病毒的儿童在接受治疗后，眼睛的颜色从淡褐色变成了紫色。 在泰国朱拉蓬皇家学院医院，一名 6 个月大的婴儿因新冠肺炎住院，在接受抗病毒药物法匹拉韦治疗的第一天，眼睛就变色了。它们从深棕色变成深紫色。 法匹拉韦用于对抗各种含有 RNA 的病毒。它能够中断微生物中遗传物质的复制：当病毒创建其 RNA 副本时，药物会渗透这些正在生长的分子并引起突变。

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器” 图片显示的是植物 RNA 聚合酶 PEP 的高分辨率三维模型，它在光合作用中发挥着核心作用。图片来源：Paula Favoretti Vital do Prado 和 Johannes Pauly / MPI-NAT, UMG没有光合作用，就没有空气可呼吸光合作用是地球上所有生命的基础。这一复杂的过程使植物能够利用太阳光能将二氧化碳和水转化为化学能和氧气。这一转化过程在叶绿体中进行，叶绿体是光合作用的核心。叶绿体是在进化过程中形成的，当时今天植物细胞的祖先吸收了一种光合蓝藻。随着时间的推移，这种细菌越来越依赖于它的"宿主细胞"，但仍保留了一些重要的功能，如光合作用和细菌基因组的一部分。因此，叶绿体仍然拥有自己的DNA，其中包含"光合作用机器"关键蛋白质的蓝图。从 PEP 到能源马克斯-普朗克多学科科学研究所（MPI）研究组组长、哥廷根大学医学中心教授、哥廷根"多尺度生物成像"（MBExC）英才集群成员豪克-希伦（Hauke Hillen）教授博士解释说："一种独特的分子复制机器，即名为 PEP 的 RNA 聚合酶，从叶绿体的遗传物质中读取遗传指令。希伦强调说，它对于激活光合作用所需的基因至关重要。没有正常运作的 PEP，植物就不能进行光合作用，就会变成白色而不是绿色。"不仅复制过程复杂，复制机器本身也很复杂：它由一个多亚基核心复合体（其蛋白质部分在叶绿体基因组中编码）和至少 12 个相关蛋白质（称为 PAPs）组成。植物细胞的核基因组为这些蛋白提供了蓝图。汉诺威莱布尼茨大学植物学研究所教授 Thomas Pfannschmidt 博士说："到目前为止，我们已经能够从结构和生物化学角度描述叶绿体复制机的一些单独部分，但我们还缺乏对其整体结构和单个 PAPs 功能的精确了解。"3D 详细快照通过密切合作，豪克-希伦（Hauke Hillen）和托马斯-普范施密特（Thomas Pfannschmidt）领导的研究人员现在首次成功地以 3.5 埃（比毫米小 3500 万倍）的分辨率对 19 个亚基的 PEP 复合物进行了三维可视化。"我们从植物研究的典型模式植物白芥子中分离出了完整的 PEP，"Pfannschmidt 团队的成员、现发表在《分子细胞》（Molecular Cell）杂志上的这项研究的第一作者之一弗雷德里克-阿伦斯（Frederik Ahrens）介绍说。随后，科学家们利用冷冻电子显微镜创建了由 19 个部分组成的 PEP 复合物的详细三维模型。为此，研究人员对样本进行了超高速速冻。然后，研究人员从多个角度对复制机进行了数千次拍摄，直至原子级别，并通过复杂的计算机计算将它们组合成一个整体图像。"结构快照显示，PEP 核心与其他 RNA 聚合酶（如细菌或高等细胞的细胞核）中的核心相似。然而，它包含叶绿体特有的特征，这些特征介导了与 PAPs 的相互作用。后者只有在植物中才能发现，而且它们的结构非常独特，"国际植物研究所博士生、MBExC 赫莎-斯波纳学院成员、该研究的第一作者 Paula Favoretti Vital do Prado 解释说。科学家们已经假定，PAPs 在读取光合作用基因的过程中发挥着各自的功能。"我们可以看到，这些蛋白质以一种特殊的方式排列在 RNA 聚合酶核心周围。根据它们的结构，PAPs很可能以各种方式与核心复合体相互作用，并参与基因读取过程，"Hillen补充说。了解光合作用的演变研究小组还利用数据库寻找进化线索。他们希望找出在其他植物中观察到的复制机结构是否相似。Pfannschmidt 说："我们的研究结果表明，PEP 复合物的结构在所有陆生植物中都是相同的。关于叶绿体 DNA 复制过程的新发现有助于我们更好地了解光合作用机器生物发生的基本机制。这些发现对未来的生物技术应用也很有价值。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【豆瓣9.3 科普】《生命进化的跃升-40亿年生命史上10个决定性突变》进化的过程并不是一成不变，顺理成章地向前滚动；而是在某个

【豆瓣9.3 科普】《生命进化的跃升-40亿年生命史上10个决定性突变》进化的过程并不是一成不变，顺理成章地向前滚动；而是在某个时间点忽然跃升，激进地一路狂奔。DNA、光合作用、眼睛、性等10次进化，少了其中任何一次，你都不可能成为今天的样子。

MIT科学家正尝试利用二氧化碳足迹发现潜在外星生命

MIT科学家正尝试利用二氧化碳足迹发现潜在外星生命 研究人员提出，如果一颗陆地行星的大气中二氧化碳含量比同一星系中的其他行星少很多，这可能是该行星表面存在液态水也可能是生命的迹象。更重要的是，这一新特征就在美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的观测范围之内。虽然科学家们已经提出了其他宜居迹象，但这些特征即使不是无法测量，也很难用现有技术测量。研究小组表示，这种二氧化碳相对耗尽的新特征是目前唯一可以探测到的宜居性迹象。麻省理工学院行星科学助理教授朱利安-德-维特（Julien de Wit）说："系外行星科学的圣杯是寻找宜居世界和生命的存在，但迄今为止人们谈论的所有特征都超出了最新天文台的能力范围。现在我们有办法找出另一颗行星上是否有液态水。这也是我们在未来几年内可以实现的目标"。在这幅插图中，美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的多层遮阳板在天文台的蜂巢镜下伸展开来。韦伯望远镜是未来十年中最重要的天文台，为全世界成千上万的天文学家服务。它研究我们宇宙历史的每一个阶段。图片来源：NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez研究小组的研究成果最近发表在《自然-天文学》上。de Wit 与英国伯明翰大学的 Amaury Triaud 共同领导了这项研究。他们在麻省理工学院的合著者包括本杰明-拉克姆、普拉杰瓦尔-尼劳拉、安娜-格利登-奥利弗-贾古茨、马特伊-佩奇、亚努什-佩特科夫斯基和萨拉-西格，以及伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的弗里德-克莱因、法国综合理工学院的马丁-图尔贝和波尔多天体物理实验室的弗兰克-塞尔西斯。迄今为止，天文学家已经探测到 5200 多个太阳系外的世界。利用目前的望远镜，天文学家可以直接测量行星到恒星的距离以及完成一个轨道所需的时间。这些测量结果可以帮助科学家推断行星是否在宜居带内。但是还没有办法直接确认一颗行星是否真的适合居住，也就是说它的表面是否存在液态水。在整个太阳系中，科学家可以通过观察"闪光" - 即从液体表面反射的闪光来探测液态海洋的存在。例如，在土星最大的卫星土卫六上就观测到了这些闪光或镜面反射，这有助于确认该卫星上有大型湖泊。然而，要在遥远的行星上探测到类似的微光，目前的技术还无法实现。不过，德威特和他的同事们意识到，还有一种近在咫尺的宜居特征可以在遥远的世界中探测到。特里奥德说："通过观察我们自己系统中的陆地行星，我们萌生了一个想法。"金星、地球和火星都有相似之处，即都是岩石行星，居住在相对于太阳而言较为温和的区域。地球是三颗行星中目前唯一拥有液态水的行星。研究小组还注意到另一个明显的区别：地球大气中的二氧化碳含量要少得多。我们假设这些行星是以类似的方式诞生的，如果我们现在看到一颗行星的碳含量少了很多，那么它一定是去了某个地方。唯一能从大气中移除这么多碳的过程是涉及液态水海洋的强大水循环。事实上，地球的海洋在吸收二氧化碳方面发挥了重要而持久的作用。在数亿年的时间里，海洋吸收了大量的二氧化碳，几乎相当于今天金星大气中持续存在的二氧化碳量。这种行星级的效应使得地球大气中的二氧化碳含量大大低于其行星邻居。研究报告的合著者弗里德-克莱因（Frieder Klein）说："在地球上，大气中的大部分二氧化碳在地质时间尺度上被封存在海水和固体岩石中，数十亿年来，这有助于调节气候和宜居性。"研究小组推断，如果在一颗遥远的行星上检测到类似的二氧化碳消耗，那么这将是其表面存在液态海洋和生命的可靠信号。在广泛查阅了生物学、化学、甚至气候变化背景下的碳封存等多个领域的文献后，研究人员认为，如果我们探测到碳耗竭，那么它就很有可能是液态水和/或生命的强烈信号。寻找生命的路线图在他们的研究中，研究小组提出了一种通过寻找贫化二氧化碳特征来探测宜居行星的策略。这种搜索对"豌豆荚"系统最有效，在这种系统中，多个大小差不多的陆地行星的轨道彼此相对靠近，类似于我们的太阳系。研究小组提出的第一步是确认这些行星是否有大气层，方法很简单，就是寻找是否存在二氧化碳，预计二氧化碳在大多数行星大气层中占主导地位。"二氧化碳是一种非常强的红外线吸收体，很容易在系外行星的大气层中被探测到，"de Wit 解释说。"二氧化碳的信号可以揭示系外行星大气层的存在"。一旦天文学家确定一个星系中有多颗行星拥有大气层，他们就可以继续测量它们的二氧化碳含量，观察是否有一颗行星的二氧化碳含量明显低于其他行星。如果是这样，那么这颗行星很可能适合居住，也就是说它的表面有大量的液态水。但宜居条件并不一定意味着行星上有人居住。为了确定是否真的存在生命，研究小组建议天文学家寻找行星大气层中的另一个特征：臭氧。研究人员注意到，在地球上，植物和一些微生物会汲取二氧化碳，但汲取的量远不及海洋。不过，作为这一过程的一部分，生命形式会释放出氧气，氧气与太阳的光子发生反应，转化成臭氧一种比氧气本身更容易检测的分子。研究人员说，如果一个星球的大气层同时显示出臭氧和二氧化碳枯竭的迹象，那么这个星球很可能是一个宜居的、有人居住的世界。特里奥德说："如果我们看到臭氧，那么它很有可能与生命消耗二氧化碳有关。如果是生命，那就是灿烂的生命。它不仅仅是几个细菌。它将是一个星球规模的生物体，能够处理大量的碳，并与之相互作用。"据研究小组估计，美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜将能够测量附近多行星系统中的二氧化碳，可能还包括臭氧，比如TRAPPIST-1一个围绕一颗明亮恒星运行的七大行星系统，距离地球仅40光年。"TRAPPIST-1 是我们可以利用 JWST 进行陆地大气研究的少数系统之一，"de Wit 说。"现在我们有了寻找宜居行星的路线图。如果我们齐心协力，就能在未来几年内完成颠覆性的发现。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星

温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星 艺术家构想的正在进行地球化的系外行星。在遥远的行星上检测到特定的强效温室气体，可能会指向正在进行地球化的先进文明。图片来源：Thibaut Roger/伯尔尼大学如果外星人改造了太阳系中的一颗行星，使其变得更温暖，我们就能分辨出来。加利福尼亚大学河滨分校的一项新研究确定了人造温室气体，这些气体是地球改造过的行星的特征。一颗经过地形改造的行星已被人工改造成适合生命生存。利用现有技术，即使太阳系外行星大气中的气体浓度相对较低，也能检测到研究中描述的气体。这可能包括詹姆斯-韦伯太空望远镜或未来欧洲主导的太空望远镜概念。包括人造大气气体在内的各种行星技术信号图示。资料来源：Sohail Wasif/加州大学河滨分校虽然在地球上必须控制这些污染气体，以防止对气候造成有害影响，但在系外行星上也有可能故意使用这些气体。"对我们来说，这些气体是有害的，因为我们不想加剧气候变暖。但是，如果一个文明想要阻止即将到来的冰河时期，或者像人类为火星提出的那样，在他们的星系中对一颗不适合居住的行星进行地球化改造，那么这些气体对他们来说就是好的。"UCR天体生物学家、该研究的主要作者爱德华-施维特曼（Edward Schwieterman）说。由于这些气体在自然界中不可能大量存在，因此它们必须是人工制造的。因此，找到它们将是智慧生命、使用技术的生命形式的标志。这种迹象被称为技术特征。研究人员提出的这五种气体在地球上被用于制造计算机芯片等工业用途。它们包括甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本，以及由氮和氟或硫和氟制成的气体。最新发表的一篇《天体物理学杂志》论文详细介绍了这些气体作为地球改造气体的优点。一颗假想的类地行星的定性中红外透射和发射光谱，该行星的气候已被人工温室气体改变。资料来源：Sohail Wasif/UCR它们的一个优点是，它们是非常有效的温室气体。例如，六氟化硫的增温能力是二氧化碳的 23500 倍。相对少量的六氟化硫就能将冰冻星球加热到液态水可以在其表面持续存在的程度。至少从外星人的角度来看，拟议气体的另一个优点是它们的寿命特别长，可以在类似地球的大气层中持续存在长达5万年。施维特曼说："它们不需要经常补充，就能维持适宜的气候。"还有人建议将制冷剂化学品（如氯氟化碳）作为技术特征气体，因为它们几乎完全是人造的，在地球大气中是可见的。然而，氟氯化碳可能并不具有优势，因为它们会破坏臭氧层，而新论文中讨论的全氟化气体则不同，它们具有化学惰性。施维特曼说："如果另一种文明的大气层富含氧气，那么他们也会希望保护臭氧层。氯氟化碳在催化臭氧层破坏的同时，也会在臭氧层中分解。由于 CFCs 更容易分解，其寿命也很短，因此更难被检测到。"最后，氟化气体必须吸收红外线辐射才能对气候产生影响。这种吸收会产生相应的红外线特征，可以用天基望远镜探测到。利用现有或计划中的技术，科学家可以在某些附近的系外行星系统中探测到这些化学物质。在地球这样的大气层中，每一百万个分子中只有一个可能是这些气体中的一种，而且有可能被探测到，这种气体浓度也足以改变气候。为了得出这一计算结果，研究人员模拟了距离地球约 40 光年的 TRAPPIST-1 系统中的一颗行星。他们之所以选择这个包含七颗已知岩质行星的系统，是因为它是除了我们自己的行星系统之外研究得最多的行星系统之一。对于现有的天基望远镜来说，它也是一个现实的考察目标。研究小组还考虑了欧洲 LIFE 任务探测氟化气体的能力。LIFE 任务能够利用红外光直接为行星成像，这使它能够比韦伯望远镜瞄准更多的系外行星。这项工作是与瑞士联邦理工学院/行星研究所的丹尼尔-安格豪森（Daniel Angerhausen）以及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、蓝玉太空科学研究所和巴黎大学的研究人员合作完成的。虽然研究人员无法量化在不久的将来发现这些气体的可能性，但他们相信，如果存在这些气体，完全有可能在目前计划的行星大气特征描述任务中探测到它们。施维特曼说："如果望远镜已经因为其他原因对行星进行了特征描述，那么就不需要额外的努力来寻找这些技术特征了。如果能找到它们，那将是令人瞠目结舌的惊人发现。"研究小组的其他成员不仅对发现智慧生命迹象的潜力充满热情，而且还对目前的技术使我们离这一目标越来越近表示赞同。"我们的思想实验表明，我们的下一代望远镜将是多么强大。我们是历史上第一代拥有在银河系附近系统地寻找生命和智慧的技术的人，"安格豪森补充道。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：