复杂分子可能是识别外星生命的秘密

科学家称，一种能够识别复杂分子特征的新系统可能有助于寻找宇宙中的外星生命，甚至可能导致在实验室中创造新的生命形式。

格拉斯哥大学的研究人员开发了一种叫做组装理论的新方法，这种方法可以用质谱等技术来量化一个分子在实验室中的组装或复杂程度。物体越复杂，它就越不可能是偶然产生的，也就越有可能是进化过程造成的。

由李·克罗宁教授领导的格拉斯哥小组与美国宇航局和亚利桑那州立大学的合作者合作开发了组装理论。他们一起证明了该系统可以与来自地球各地和外星的样本一起工作。
该系统使用质谱法将分子分解成小块，并计算出独特部分的数量。独特部件的数量越多，组装的数量就越大，该团队已经能够证明，地球上的生命只能制造具有高组装数的分子。

寻找地外生命的主要挑战之一是识别生命特有的化学特征，导致了几个最终未经证实的发现外星生命的说法。例如，美国宇航局的“海盗号”火星着陆器的代谢实验，只检测到了简单的分子，这些分子的存在可以用生命过程之外的自然非生命过程来解释。

在今天发表在《自然通讯》杂志上的一篇新论文中，该团队描述了一种检测生命的通用方法。

格拉斯哥大学的雷吉斯化学教授克罗宁说:“我们的系统是第一个可证伪的生命探测假说。它的理论基础是，只有生命系统才能产生复杂的分子，而这些分子不可能以任何形式随机形成。这使得我们可以回避定义生命的问题，相反，我们把重点放在化学的复杂性上。”
分子组装理论也可以用来解释，解构一个给定的复杂分子所需要的步骤越多，就越不可能这个分子是在没有生命的情况下产生的。

这种分解提供了一种复杂性度量，称为分子组装数。然而，与所有其他复杂方法不同的是，它是第一个可以通过实验测量的方法。该团队证明，通过使用碎片串联质谱法在实验室中解构单个分子，在实验上观察分子组装数量是可能的。因此，复杂度度量不同于所有其他复杂度度量，因为它既可计算又可直接观察。

基于这种方法的生命探测仪器可以用于探测外星地点的生物特征，甚至可以在实验室中探测新形式的人工生命。

克罗宁教授补充说:“这很重要，因为开发出一种不会产生假阳性的方法，对于支持首次发现地球以外的生命至关重要，这在人类历史上只会发生一次。”

这项研究得到了工程和物理科学研究理事会﹙EPSRC﹚、约翰·邓普顿基金会、欧洲研究理事会﹙ERC﹚和国防高级研究计划局﹙DARPA﹚的资助。