科学家发现可能引发地球生命的 "先锋肽"

科学家发现可能引发地球生命的"先锋肽"罗格斯大学的一个科学家小组致力于确定新陈代谢的原始起源--一套首先为地球上的生命提供动力的核心化学反应，现在他们已经确定了一种蛋白质的一部分，可以为科学家提供探测即将产生生命的行星的线索。罗格斯大学高级生物技术和医学中心（CABM）的研究员VikasNanda说，这项研究于3月10日发表在《科学进展》杂志上，对寻找地外生命具有重要意义，因为它为研究人员提供了一条新的线索。根据实验室研究，罗格斯大学的科学家们说，启动生命的最有可能的化学候选物之一是一种带有两个镍原子的简单肽，他们称之为"Nickelback"，不是因为它与加拿大摇滚乐队有什么关系，而是因为它的骨架氮原子与两个关键的镍原子结合。肽是由被称为氨基酸的一些元素组成的蛋白质的一个成分。Nanda说："科学家们相信，在35亿到38亿年前的某个时候，出现了一个转折点，一些东西启动了从生物前化学--生命之前的分子--到生命、生物系统的变化。我们相信这一变化是由一些小的前体蛋白引发的，它们在一个古老的代谢反应中执行关键步骤。而且我们认为我们已经找到了这些'先锋肽'中的一个。"镍背肽的计算机渲染图显示了连接两个关键镍原子（橙色）的骨架氮原子（蓝色）。确定了蛋白质的这一部分的科学家认为它可能为探测即将产生生命的行星提供线索。资料来源：Nanda实验室进行这项研究的科学家是罗格斯大学领导的一个名为"地球圈和微生物祖先的纳米机械进化"（ENIGMA）的团队的一部分，该团队是美国宇航局天体生物学项目的一部分。研究人员正在寻求了解蛋白质是如何演化成为地球上生命的主要催化剂的。当用望远镜和探测器在宇宙中寻找过去、现在或新兴生命的迹象时，美国宇航局的科学家们寻找特定的"生物特征"，这些特征被认为是生命的预兆。研究人员推断，一种原始的煽动性化学物质需要足够简单，以便能够在前生物汤中自发地组装起来。但它必须具有足够的化学活性，以拥有从环境中获取能量来驱动生化过程的潜力。为此，研究人员采用了一种"还原主义"方法。他们首先研究了已知与代谢过程相关的现有当代蛋白质。由于知道这些蛋白质太过复杂，不可能在早期就出现，因此他们将其简化为基本结构。经过一连串的实验，研究人员得出结论，最好的候选者是Nickelback。该肽由13个氨基酸组成，并与两个镍离子结合。他们推断，镍是早期海洋中一种丰富的金属。当与肽结合时，镍原子成为强大的催化剂，吸引额外的质子和电子并产生氢气。研究人员推断，氢气在早期地球上也是比较丰富的，而且会是为新陈代谢提供能量的一个重要来源。Nanda说："这很重要，因为虽然有许多关于生命起源的理论，但对这些想法的实际实验室测试却很少。这项工作表明，不仅简单的蛋白质代谢酶是可能的，而且它们是非常稳定和非常活跃的--使它们成为生命的一个合理的起点。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348925.htm

科学家发现地球生命的潜在星际起源

科学家发现地球生命的潜在星际起源在地球上出现生命之前，基本的有机分子是由氮、硫、碳和磷等稀缺元素形成的。新的研究表明，富含这些元素的宇宙尘埃可能通过在地球上，特别是在冰原融洞中的高浓度积累，启动了前生物化学，从而有可能导致生命组成元素的形成。资料来源：NASA/JPL-Caltech事实上，生命的基本组成元素是如此稀少，以至于化学反应很快就会耗尽，如果它们真的能够进行的话。地球组成岩石的侵蚀和风化等地质过程也无法确保充足的供应，因为地壳中包含的这些元素实在太少了。尽管如此，在地球历史的前5亿年里，发生了一种前生物化学反应，产生了诸如RNA、DNA、脂肪酸和蛋白质等有机分子，所有生命都是在这些有机分子的基础上诞生的。所需数量的硫、磷、氮和碳从何而来？地质学家、诺米斯研究员克雷格-沃尔顿坚信，这些元素主要是以宇宙尘埃的形式来到地球的。这些尘埃是在太空中产生的，例如当小行星相互碰撞时。即使在今天，每年仍有约3万吨尘埃从太空落到地球上。然而，在地球诞生的早期，尘埃的数量要大得多，每年高达数百万吨。然而，最重要的是，尘埃粒子含有大量的氮、碳、硫和磷。因此，它们有可能引发化学级联反应。然而，灰尘的散布范围很广，在任何一个地方都只能发现极少量的灰尘，这一事实与上述说法相悖。沃尔顿说："但如果把运输过程包括在内，情况就会不同。风、雨或河流在大范围内收集宇宙尘埃，并以浓缩的形式沉积在某些地方。"澄清问题的新模式为了弄清宇宙尘埃是否可能是启动前生物化学（反应）的源头，沃尔顿与剑桥大学的同事们一起建立了一个模型。研究人员利用该模型模拟了在地球历史的最初5亿年里，有多少宇宙尘埃落到了地球上，以及这些尘埃可能在地球表面的哪些地方积聚。他们的研究现已发表在科学杂志《自然-天文学》上。该模型是与剑桥大学的沉积专家和天体物理学家合作开发的。英国研究人员专门从事行星和小行星系统的模拟研究。模拟显示，早期地球上可能存在宇宙尘埃浓度极高的地方。而且，来自太空的补给源源不断。然而，地球形成后，尘埃雨迅速锐减：5亿年后，尘埃流比零年小了一个数量级。研究人员将偶尔出现的上升高峰归因于小行星碎裂并向地球发送了尘埃尾流。冰原上的融化洞是尘埃陷阱大多数科学家和普通人都认为，地球被岩浆海洋覆盖了数百万年；这将在很长一段时间内阻止宇宙尘埃的迁移和沉积。沃尔顿说："然而，最近的研究发现，有证据表明地球表面冷却和凝固的速度非常快，并形成了大面积的冰原。"根据模拟结果，这些冰原可能是宇宙尘埃积聚的最佳环境。冰川表面的融化孔--即所谓的冷冻孔--不仅会使沉积物积聚，也会使来自太空的尘粒积聚。随着时间的推移，尘埃粒子中释放出相应的元素。当它们在冰川水中的浓度达到临界值时，化学反应就会自动开始，从而形成有机分子，这就是生命的起源。即使在熔洞冰冷的温度下，化学过程也有可能开始进行。沃尔顿说："低温并不会破坏有机化学，相反，低温下的反应比高温下的反应更有选择性和特异性。其他研究人员已经在实验室中证明，简单的环形核糖核酸（RNA）会在冰点附近的温度下自发地在这种融水汤中形成，然后进行自我复制。该论点的一个弱点可能是，在低温条件下，形成有机分子所需的元素只能非常缓慢地从尘埃粒子中溶解出来。"启动关于生命起源的辩论沃尔顿提出的理论在科学界并非没有争议。这项研究肯定会引发一场有争议的科学辩论，但它也会引发关于生命起源的新观点。早在18和19世纪，科学家们就确信陨石将沃尔顿所说的"生命元素"带到了地球。即使在当时，研究人员也在来自太空的岩石中发现了大量这些元素，但在地球的基岩中却没有发现。沃尔顿说："然而，从那时起，几乎没有人考虑过前生物化学主要是由陨石引发的这一观点。"沃尔顿解释说："陨石的想法听起来很有吸引力，但有一个问题。一块陨石只能在有限的环境中提供这些物质；陨石撞击地面的位置是随机的，而且无法保证进一步的供应。我认为，生命的起源不太可能依赖于几块广泛而随机散落的岩石。"另一方面，我认为富集的宇宙尘埃是一个可信的来源。"沃尔顿的下一步将是通过实验检验他的理论。在实验室中，他将使用大型反应容器来重现原始熔洞中可能存在的条件，然后将初始条件设定为40亿年前低温熔洞中可能存在的条件，最后再观察是否真的发生了产生生物相关分子的化学反应。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428240.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428240.htm

OpenAI 首席科学家称今天的 AI 模型可能有些许意识

OpenAI首席科学家称今天的AI模型可能有些许意识IlyaSutskever在接受麻省理工科技评论采访时表示，今天的神经网络可能具有一定意识，神经网络基于生物大脑的机制设计，两者都接收数据，聚合来自该数据的信号，然后基于一些简单的过程(神经网络中的数学、大脑中的化学物质和生物电)来传播或不传播它们。这是一个巨大的简化，但原则是成立的。如果你有一个非常大的人工神经网络，它应该做很多事情。特别是，如果人脑可以做某事，那么大型人工神经网络也可以做类似的事情。投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

科学家发现蠕虫也可能有"情感" 短时间内影响行为

科学家发现蠕虫也可能有"情感"短时间内影响行为大脑研究是现代生命科学中最重要的领域之一，而"情绪"是其主要课题之一。传统上，动物的情绪研究是一个复杂的领域，主要研究小鼠和大鼠的恐惧反应。洞察短期刺激如何改变大脑的持续活动及其基本过程。然而，自2010年代以来，越来越多的科学论文报道，通过关注小龙虾和苍蝇行为的几个特征，如持续性和价值性，发现即使是小龙虾和苍蝇也可能具有类似情绪的大脑功能。例如，当动物在短时间内遇到被捕食者攻击等危险情况（负面情绪）时，动物的行为可能是在一定时间内呆在安全的地方，即使饥饿也不理会通常诱人的食物气味（持续性），这可以由原始形式的情绪来调节。然而，这些基本"情感机制"的细节在很大程度上仍未披露。来自日本名古屋市立大学和美国东北大学米尔斯学院的一个国际研究小组揭示了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans）拥有基本"情感"的可能性。他们之所以使用这种蠕虫，是因为这一品种已被用于在细胞和基因水平上对感知、记忆甚至决策等基本功能进行详细分析。研究小组最初发现，当秀丽隐杆线虫受到交流电刺激时，蠕虫会开始以意想不到的高速移动。蠕虫对电流刺激的行为反应示意图。资料来源：KristinaGalatsis有趣的是，研究小组还发现，这种"奔跑"反应会持续1-2分钟，即使在电刺激结束几秒钟后也是如此。在一般动物中，当刺激停止时，对该刺激的反应通常会立即停止。(否则，对声音或视觉场景等刺激的感知就会持续下去）。因此，"刺激停止后仍继续奔跑"的反应是例外情况。蠕虫情绪反应的行为和遗传分析此外，研究小组还发现，在电刺激期间和之后，蠕虫会忽略它们的食物细菌，而细菌能提供重要的环境信息。这表明，虽然食物细菌的存在与否通常至关重要，但电击这种威胁生存的刺激所带来的危险更为重要。换句话说，当蠕虫感知到电击这一危险刺激时，它们生存的重中之重就是逃离该地点。为了实现这一目标，大脑的功能似乎会持续发生变化，包括为了逃离危险而忽略通常重要的"食物"。这表明，"蠕虫因短期电刺激而继续奔跑"的现象反映了基本的"情绪"。对理解人类情绪的启示此外，通过基因分析，特别是利用蠕虫的优势，研究小组发现，与正常蠕虫相比，无法产生神经肽（相当于我们的激素）的突变体在电刺激下表现出更长的持续奔跑时间。这一结果表明，对危险做出反应的持续状态会受到调节，在适当的时候结束。事实上，如果我们经历的兴奋或恐惧持续时间很长，就会扰乱我们的日常生活。因此，研究结果表明，我们的"兴奋"、"快乐"或"悲伤"等由刺激诱发的情绪，可能不会自然地随着时间的推移而消失，而是由涉及基因的活跃机制所控制。这项研究表明，利用蠕虫可以详细了解原始"情绪"的基因机制。已知在蠕虫体内起作用的许多基因在人类和其他生物体内也有对应的基因，因此研究蠕虫可以提供有关"情绪"基础基因的重要线索。具体来说，抑郁症等被归类为情绪障碍的病症，可以被解释为由于无法有效处理体验到的刺激而导致负面情绪过度和持续保持的状态。如果通过蠕虫研究发现了与情绪有关的新基因，这些基因就有可能成为治疗情绪失调症的新靶点。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397887.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397887.htm