地球之外的生命:分子时钟与宇宙线索
分子时钟方法可用于测定所有陆地生物的最后共同祖先(LUCA)的年代。2023年,《自然》杂志的一篇文章估计其年龄为44亿年。考虑到地球的年龄为45.4亿年,这留给生命起源和进化到细菌水平的时间微乎其微。一位审稿人指出计算无误,但指出了与地球起源教条观念的矛盾。
一年后,另一篇《自然》文章将日期调整为42亿年。关键因素是校准:将下限从33.5亿年(叠层石年龄)调整为29.45亿年(产氧光合作用的开始)。4亿年的差异导致年龄减少了2亿年。LUCA不具备光合作用,使得校准值得商榷。
上限通常固定在45.1亿年(与忒伊亚碰撞)。没有这个限制,估计值会超过50亿年——早于太阳系的形成。LUCA并非第一个生物,而是所有生命的祖先,这意味着生命起源发生得更早。
基因组增长的推断
A. Sharov近似了功能基因组长度的指数增长。延伸这一趋势,得出约100亿年前基因组仅有几个核苷酸。
使用Markov、Anisimov和Korotaev的数据(最小基因组大小与类群出现时间)进行的类似分析证实了约90亿年。这些方法独立但趋同:生命比地球更古老。
- 基因组与时间依赖关系:功能区域的指数增长。
- Markov的数据:X轴——时间(百万年),Y轴——从原核生物到哺乳动物的基因组大小。
- 独立性:分子时钟和推断方法不相关。
地外生命的宇宙证据
有机分子(氨基酸、核苷酸、糖类)已在分子云、小行星和陨石中检测到。火星探测器记录到迹象:毅力号——杰泽罗陨石坑的豹斑(类似于细菌活动),好奇号——盖尔陨石坑中的烷烃(膜降解)。
天文数据表明存在物质交换。对来自奥尔特云的跨海王星天体的研究显示颜色和轨道分布不均,这可以通过一颗质量为0.8 M☉的恒星在距离太阳110 AU处经过来解释。
发现一颗近日点为66 AU的塞德娜天体,暗示了太阳系最初1-2亿年内一个大质量天体的影响。情景:与另一个系统交换,传递了生命。
地球地壳中钼和硒的缺乏(萨根)可以通过从类似HD 160617的恒星(年龄100-120亿年,质量0.75-0.9 M☉,富含这些元素谱线)输入来解释。
关键要点
- 分子时钟测定的LUCA年龄在没有任意校准的情况下超过了地球历史。
- 基因组增长推断将最小基因组年代定为90-100亿年前。
- 火星发现和太空中的有机物支持泛种论。
- 一颗恒星经过年轻的太阳系是一种传递机制。
- 稀有元素(钼、硒)表明地外贡献。
— Editorial Team
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