在距離地球124光年的獅子座方向,紅矮星K2-18的宜居帶內,一顆被稱作“氫海行星”的K2-18 b正引發科學界的激烈爭論。詹姆斯·韋布望遠鏡最新捕捉到的大氣光譜數據顯示,這顆行星大氣層中的二甲基硫醚濃度遠超地球海洋微生物的生成量,其數值差異達到數千倍。更令人困惑的是,當探測器帶回該行星海洋沉積物樣本后,顯微鏡下的微生物殘骸呈現出鏈狀結構,這種形態與地球已知生物形態存在根本性差異。
這場科學爭議的源頭可追溯至1977年的一樁未解之謎。當時蘇聯科學家在噬菌體中檢測到不含腺嘌呤(A堿基)的DNA,其位置被一種名為二氨基嘌呤的未知物質取代。盡管該發現引發學界震動,但后續數十年間始終無人能復現實驗結果,最終被歸為實驗誤差。近十年來,圍繞K2-18 b的研究陷入拉鋸:劍橋大學團隊堅持認為大氣分子必源于生命活動,而約翰·霍普金斯大學的施密特教授則指出檢測信號可信度不足標準的一半。盡管有研究曾在彗星上發現相同分子,但紅矮星強烈的輻射環境使非生物生成的可能性大幅降低。
面對星際樣本的特殊挑戰,傳統納米孔測序技術遭遇瓶頸。前三次實驗中,儀器要么將雜質誤判為堿基信號,要么完全無法讀取數據。研究團隊負責人周教授形象地比喻:“我們需要讓測序儀學會識別外星人。”經過兩個月的技術改造,系統被植入地球已知五種堿基(含新發現的Z堿基)的光譜模型,并加入自適應算法以標記異常信號。調試階段險象環生,第17次實驗時因密封艙0.02毫米的滲漏導致樣本被地球微生物污染,最終在超凈臺內完成關鍵突破。
測序進行至第48小時,意外情況突然出現。監測屏幕上跳出一串紅色標記的堿基序列,既不屬于A、T、C、G體系,也不同于噬菌體中的Z堿基。負責校準的技術員小吳立即核查參數,三次重復測試均確認該異常信號的真實存在。進一步分析顯示,這些未知堿基與T堿基的配對穩定性較地球DNA中的A-T配對高出30%,這種特性恰好解釋了它們在強輻射環境中的生存能力。
初步研究確認了暫命名為“X堿基”的新物質存在,但合成機制仍是個謎。地球生命從未出現過類似代謝路徑。研究團隊借鑒天津大學張雁教授團隊關于噬菌體合成Z堿基的研究,在樣本中檢測到兩種全新酶類。這些酶的氨基酸序列與地球已知酶類毫無同源性,推測它們可能是X堿基合成的關鍵。更驚人的發現出現在第三周:當模擬K2-18 b的氫氣環境時,X堿基占比從20%驟增至45%,同時T堿基相應減少,徹底顛覆了地球DNA的堿基配對規律。
通過“環境切換實驗”,研究團隊觀察到X堿基含量隨環境變化呈現規律性波動。當地球大氣與模擬行星環境交替時,X堿基比例如同潮汐般起伏,暗示這種微生物可能具備兩套堿基系統。這種獨特的遺傳機制,或許正是生命適應極端環境的進化策略。
目前可以確定的是,K2-18 b微生物的DNA中存在地球生命從未使用的遺傳密碼。但諸多疑問仍待解答:X堿基的精確化學結構是什么?除抗輻射外是否具有其他功能?這種堿基是該行星特有,還是廣泛存在于宇宙?天文學家指出,類似“氫海行星”在銀河系中可能極為普遍,這為尋找外星生命提供了全新方向。
研究團隊已規劃下一步行動:改造測序儀檢測范圍,在空間站直接分析更多星際樣本。通過追蹤X堿基在不同行星環境中的變異規律,或許能揭開生命遺傳密碼的多樣性本質。當科學家們凝視著這些來自124光年外的堿基序列時,他們看到的不僅是未知的生命形式,更是整個宇宙生命圖景可能存在的無限可能。











