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生命研究应用摩尔定律 演化史远远早于地球出现

http://www.kexue.com 2013-04-19 10:41:21 新浪科技  发表评论

前寒武纪早期多细胞生命的艺术想象图
前寒武纪早期多细胞生命的艺术想象图

  北京时间4月19日消息,两位美国遗传学家将摩尔定律应用到生命科学研究之中,他们的数据显示,生命很有可能来自太阳系以外,其演化历史或许远远早于地球的出现。

  摩尔定律是在对计算机性能的观察中提出来的,是指集成电路芯片上所集成电路的数目,每隔两年(现在普遍流行说法是18个月)就会增加一倍,性能也将提升一倍。如果将摩尔定律应用在过去几年的计算机性能上,并向前反推的话,我们可以追溯到20世纪60年代,那时候第一个微芯片才刚刚发明出来。

  现在,有科学家将摩尔定律应用到了地球生命复杂性的研究上,他们的结果显示,有机生命的存在时间远超过地球本身。来自美国国家老龄问题研究所的资深科学家阿列克谢·沙罗夫(Alexei Sharov),和佛罗里达海湾标本海洋实验室的理论生物学家理查德·戈登(Richard Gordon)在研究中,将摩尔定律中的晶体管换成了核苷酸——生命遗传物质的基础——将电路换成了遗传物质,进行数学计算。

  计算结果显示,生命最早出现在100亿年前,比地球45亿年的预测年龄古老得多。生命真的有可能在地球出现之前就存在吗?沙罗夫和戈登认为答案是肯定的。在太阳系形成的时候,可能已经存在着类似细菌的生物体,或者一些存在于银河系古老区域的简单核苷酸,可能通过彗星、小行星或其他太空碎片来到地球。这一假说被称为有生源说,又称泛种论。有科学家认为,直到现在仍有生命以泛种论的方式进入地球。

  当然,科学家的计算结果并不是生命早于地球出现的科学证明。我们也无法确定宇宙中的有机物复杂性是否会以稳定的速率增加。沙罗夫称,这一结论可以当作是思维训练,而不是一个理论。他补充道:“我们的论点中有太多的假设条件……但为了看得更远,我们需要一些假设。”

  沙罗夫和戈登的研究结果也提出了其他一些可能性。例如,如果“生命早于地球”成立的话,那长久以来许多科幻小说中拥有先进科技的外星人就可能不存在了。如果遗传复杂性以稳定的速率增加,那么银河系中其他外星生命的社会和科技发展水平就应该与我们人类社会基本一致。

  他们的研究还将生命的起源,与生命和知识之间的关系结合起来。人类的进化并不仅仅发生在基因组中,还发生在其他方面,如技术、语言和文化记忆等,这些都逐渐变得更为复杂。他们的文章中写道:“生物体的功能复杂性部分源自可遗传基因组编码,部分来自容易过时的思想。”

  将原本用来揭示技术发展规律的摩尔定律应用于生命科学,其目的并非是要简化生命的演化过程,而是要探索其中非凡的复杂性。对于一些质疑的观点,沙罗夫和戈登在发表于在线获取网站arXiv的文章中作出了回应:“来自太空的细菌孢子是早期地球生命最可能的来源。”

  沙罗夫说,如果要打赌的话,“有99%的可能是生命早于地球出现,但我们还要留出1%的概率,给一些我们没有考虑到的因素。”有关沙罗夫和戈登的研究报告,可以在康奈尔大学图书馆的在线存档获得。(任天)

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