第十七章 金屬細(xì)胞和金屬生命體

　　金屬生命體是指身體由金屬構(gòu)成的并具有生命特征的生物，其形態(tài)可以自由變化。

　　金屬生命體在宇宙中真正的會(huì)存在嗎？宇宙中真的會(huì)誕生變形金剛這樣的生命體嗎？

　　金屬細(xì)胞是指一種以金屬鎢的雜多酸陰離子——6族元素與氧配位成多面體，脫水縮聚成共用氧原子的巨大結(jié)構(gòu)聚并容納其它含氧酸，進(jìn)而在強(qiáng)酸溶液里自組織成的泡狀結(jié)構(gòu)。

　　實(shí)驗(yàn)室里的“金屬細(xì)胞”已經(jīng)有了生命征象，并且初步顯露出進(jìn)化的趨勢(shì)。不同于有機(jī)物，這種“無機(jī)生命”的基礎(chǔ)是金屬鎢的雜多酸陰離子——6族（即第VIB族）元素能與氧配位成多面體（姑且理解成酸根），然后脫水縮聚成共用氧原子的巨大結(jié)構(gòu)，比如車輪形Na15Fe3Co16[Mo176O528H3(H2O)80]Cl27·450H2O。

　　這些龐大的陰離子可以繼續(xù)縮聚并容納其它含氧酸，進(jìn)而在強(qiáng)酸溶液里自組織成泡狀結(jié)構(gòu)，如同活細(xì)胞——這或許意味著，我們的生物學(xué)只是生命科學(xué)里的一小部分。

　　格拉斯哥大學(xué)的李-克羅寧從含有金屬的大分子結(jié)構(gòu)中形成類似細(xì)胞的泡沫，并賦予一些類似生命體的特性。目前他希望能夠誘導(dǎo)這些“金屬細(xì)胞”演變成為完全有機(jī)自繁殖能力的實(shí)體。

　　克羅寧說：“我能夠百分之百地肯定在有機(jī)生物學(xué)范疇之外實(shí)現(xiàn)生命進(jìn)化！”他建造的“生命積木”是由多種金屬原子構(gòu)成的大分子金屬氧酸鹽物質(zhì)，其中包含鎢、氧和磷。通過簡單地將它們?cè)谌芤豪锘旌?，克羅寧和研究同事能將它們自組裝進(jìn)入類似細(xì)胞的球體結(jié)構(gòu)中。

　　研究該項(xiàng)目的克羅寧和同事通過從大分子金屬氧化物中提取負(fù)電荷離子形成鹽溶液，來束縛氫或者鈉等一些較小的正電荷離子；這種鹽溶液注入另一種含有較大負(fù)電荷有機(jī)離子的溶液中，可以束縛較小負(fù)電荷離子的活動(dòng)性。

　　當(dāng)這兩種鹽溶液混合，交換其中部分大分子金屬氧化物，使其不再形成較大的有機(jī)離子。這種新溶液在水中無法溶解：沉淀物質(zhì)像包裹注射溶液的殼狀物?？肆_寧稱這種沉淀物質(zhì)為泡沫無機(jī)化學(xué)細(xì)胞(iCHELLs)，并表示它們還具有更多的特性。通過修改它們的金屬氧化物主干部分使iCHELLs具備自然細(xì)胞膜的屬性，例如：以iCHELLs為基礎(chǔ)的洞狀結(jié)構(gòu)氧化物可作為多孔膜，依據(jù)大小尺度，有選擇性地讓化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，其作用就像生物細(xì)胞膜。這將使細(xì)胞膜可以控制發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，這是iCHELLs細(xì)胞關(guān)鍵性的特征。

　　同時(shí)，研究小組還在泡沫中制造泡沫，建立的隔膜模擬生物細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。他們通過連接一些氧化分子至光敏染料，可灌輸iCHELLs細(xì)胞進(jìn)行光合作用?？肆_寧稱，早期實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成的細(xì)胞膜可將水分解為氫離子、氫電子和氧分子，這是光合作用的初始狀態(tài)。

　　克羅寧稱，我們可以抽吸質(zhì)子分布在細(xì)胞膜上，來設(shè)置形成一個(gè)質(zhì)子坡度。這是從光線中獲得能量的關(guān)鍵一步，如果生命體能夠完成這些步驟，將建立形成具有類似植物新陳代謝功能的自供給細(xì)胞。

　　這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)仍處于早期階段，一些合成生物學(xué)家目前保留發(fā)言意見。西班牙巴倫西亞大學(xué)的曼紐爾-波爾卡說：“克羅寧研制的金屬細(xì)胞泡沫目前還不能說完全具備生命特征，除非這些細(xì)胞可以攜帶類似DNA的物質(zhì)，可驅(qū)動(dòng)自我繁殖和進(jìn)化?！笨肆_寧回應(yīng)稱，在理論上這是可能實(shí)現(xiàn)的，去年他在實(shí)驗(yàn)中顯示利用金屬氧酸鹽彼此作為模板可實(shí)現(xiàn)自復(fù)制功能。

　　在為期7個(gè)月的實(shí)驗(yàn)中，目前克羅寧可以大批量生產(chǎn)這些金屬細(xì)胞泡沫，并將它們注入充滿不同pH值的試管容器中，他希望這種混合環(huán)境將測試它們的生存性。如果pH值過低，一些細(xì)胞將溶解死亡。

　　如果克羅寧的實(shí)驗(yàn)是正確的，或許宇宙生命的存在性將更加廣闊。日本東京大學(xué)的Tadashi Sugawara說：“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明生命體并不全是基于碳結(jié)構(gòu)，水星的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與地球相差很大，或許在水星上也有可能通過無機(jī)元素形成生命體?？肆_寧的這項(xiàng)研究開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域?！?