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第三种生物科学发现极端生命形式依靠宇宙射线

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  按照教育部《关于加快建设高水平本科教育 全面提高人才培养能力的意见》精神,为推进我校学生创新能力培养改革,实验室建设管理处以自制教学仪器研发为抓手,激活教师创新能力,聚力学生能力培养,积极组织我校实验教师和实验技术队伍开展实验技术研究、业务培训、自制教学仪器研发等工作,发挥了实验室建设在学校“双创”人才培养过程中的支撑作用。10月19-21日,“第五届全国高等学校教师自制实验教学仪器设备创新大赛及优秀作品展示”在成都召开,我校以基础实验教学中心(陕西师范大学科学教育仪器研究开发中心)为主的5件自制教学仪器作品进入决赛,获得一等奖1项、二等奖1项,并且获得“优秀组织单位”奖。本次参赛活动由杨祖培副校长带队,实验室建设与管理处组织,我校多个单位组织参加了展览观摩活动。

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  剑桥大学生物科学院的院长阿比盖尔•佛登(Abigail Fowden)认为,鼓励研究员跨学科合作,跳脱出学校的桎梏进行思考,是剑桥大学排名创造佳绩的主因。她说:“剑桥和周边区域有条件很好的研究所和生物科技公司,还有其他一些配套产业,这些都可以给我们带来富有成效的合作。”

  美国国家医学院院长曹文凯说,跨越国界的努力和合作在推进生命科学方面发挥重要的作用,如果我们共同努力,通过思想交流与合作,共同分享数据,我们可以实现更多的成就。

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  新华社北京10月29日电题:生命科学之光造福全人类--2018世界生命科学大会三大看点

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  在南非金矿深处发现的一种奇怪的微生物,可以为生命如何在看似无法居住的宇宙环境中生存提供一个范例。这种杆状细菌被称为奥达克斯维亚细菌,它在地下2.8公里处繁殖,栖息地缺乏地球上绝大多数生命所需的光、氧和碳。 相反,这种“金矿虫”从矿坑深处的放射性铀获得能量。现在,科学家们预测宇宙中其他地方的生命也可能依靠辐射生存,特别是来自太空的辐射。

  华盛顿西雅图蓝色大理石空间科学研究所的天体生物学家和计算物理学家迪米特拉·阿特里说:“它确实引起了我的注意,因为这种生物完全靠放射性物质生存的。”“谁能说宇宙中没有同样生存之道的生物呢?

  地球表面的大多数生命通过以下两个过程之一吸收所需的能量。 植物、一些细菌和某些其他生物通过光合作用从阳光中收集能量。 在这个过程中,他们利用光的能量将水和二氧化碳转化为更复杂、更高能的分子,称为碳氢化合物,从而储存能量,以便以后通过氧化分解分子来回收能量。 或者,动物和其他有机体只是以植物等为食,以窃取已经储存在生物体内的能量。

  名为奥达克斯维亚的细菌走的是第三条路:它从矿岩中铀的放射性中汲取能量。 来自衰变铀核的辐射会分解石头中的硫和水分子,产生硫酸盐和过氧化氢等分子碎片。 然后,微生物吸收这些分子,吸走它们的能量。 这个过程产生的大部分能量为细菌的繁殖和内部过程所用,但也有一部分能量用于修复辐射造成的损伤。

  ATRI认为,很可能会有外星生命利用类似的方式生存,只是辐射可能不是来自行星本身的放射性物质,而是来自宇宙射线——一种从超新星中被抛出后在宇宙中散步的高能粒子。它们无处不在,甚至在地球上也有,但我们星球的磁场和大气层保护我们远离它们中的大多数。

  像火星这样的其他行星的表面更容易受到宇宙射线的影响,因为它们的大气层很薄,而在火星的情况下,大气层缺乏磁场。 ATRI认为,宇宙射线可以到达红色星球的表面,并足够为一个微小的有机体提供能量。 在任何大气层可以忽略不计的星球上也是如此,包括冥王星、地球的卫星、木星的卫星木卫二、土星的卫星土卫二,以及理论上太阳系之外的无数行星。 不过,他确实注意到,秒速时时彩由于宇宙射线不像太阳那样能提供那么多的能量,宇宙射线驱动的生命将非常小,而且非常简单,就像奥达克斯维亚细菌一样。

  为了弄清这是如何工作的,ATRI使用现有的关于宇宙射线的数据进行了模拟,以了解它们能提供了少能量。 ATRI在《皇家学会界面》杂志上报道说,模拟得出的数字很清楚:小而稳定的宇宙射线雨将能够提供足够的能量,为除地球以外的所有行星上的简单有机体提供能量。“不能排除这样的生命存在的可能性。”他说。

  ATRI认为火星是宇宙射线驱动生命的最佳选择。 这颗行星的组成像地球一样多岩石,富含矿物质,甚至可能有一些水被吸走。 两者都能提供极好的媒介,被宇宙射线分解并被一种生命形式吞噬。 然而,最重要的部分是稀薄的大气层。 “这很有趣,”阿特里说,“因为当我们寻找目前含有生命的行星时,我们的目标是有非常厚的大气层的星球,类似地球。 而对于这些生命形式,我们寻找的应该是相反的星球。“

  英国圣安德鲁斯大学的天体生物学家邓肯·福根没有参与这项工作,他同意火星可能有类似奥达克斯维亚细菌的生命存在,因为火星的稳定温度和物质组成与南非金矿相似。 他担心,在其他没有从太阳接收到光能但仍然受到宇宙射线轰击的行星上——比如不与任何太阳系相连的自由漂浮的流氓行星——温度会下降得太低,并冻结生命。 他还警告说,太多的宇宙射线可能会彻底毁灭生命:“像这样的生命形式希望宇宙射线产生稳定的能量流,但不是太多,它是破坏性的,”他说。“他们可能无法应对突然出现的巨大辐射。”

  在未来,ATRI希望把金矿的细菌带入实验室,看看它对相当于火星、木卫二和其他星球上的辐射的反应。 这些数据将给他更多的线索,让他知道这种生物是否能在地球之外生存。 他说:“这种细菌证明了生命可以利用几乎任何可用的能源兴旺发达。”

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