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重水也能形成生命?歐洲的羅塞塔任務,在彗星上找到了什麽?

2024-10-02科學

2004年的時候,歐洲航天局搞了個羅塞塔任務。為啥搞這個任務呢?主要就是想在彗星上找找水。為啥要找水呢?這是為了給一個假說找證據呢,啥假說呢?就是地球上的水是彗星或者小行星帶來的這個假說。

不過呢,隨著他們一個勁兒地往深裏探索,嘿,我們瞅見生命還有另外一種可能呢,啥可能呢?就是重水也能弄出生命來。這到底是咋回事兒呀?

【什麽是重水?】

啥是「重水」呢?得先說明白嘍,這可不是啥稀罕玩意兒。據調查啊,在咱地球上的天然水裏,重水的含量大概是萬分之二上下。

一般的水啊,是兩個氫原子和一個氧原子湊一塊兒的。咱這重水可不一樣,它是兩個氘和一個氧弄成的。氘呢,那可是氫的同位素,就像氫的一個近親似的。這氘比氫多了個中子,這麽一來,在品質上就有點差別了。重水的相對分子品質比水高了大概11%呢,就這麽著,人家就被叫做「重水」了。

水和重水啊,它們本身的性質差不了多少,就跟雙胞胎似的,所以這倆在化學性質上也沒多大差距。從物理性質這塊兒瞧呢,它倆電解的速度和沸點不太一樣,這麽一來呢,就能用電解法和蒸餾法來提純了。

不少人都尋思啊,重水跟水的性質也沒差多少,那咱人類能不能就拿重水把平常喝的水給替換嘍呢?

這答案明擺著呢,就算重水和水長得挺像,可讓重水把咱生命之源的水給替換嘍,那是門兒都沒有的事兒。

雖說呢,國際上現在拿重水來治腫瘤,可也就是在實驗室裏擺弄擺弄,臨床試驗的數據壓根兒就沒有呢。

不過呢,打這兒咱就能瞅出來,能變成一種對付癌細胞的玩意兒,它自個兒肯定是有點毒性的。就從人體系統這方面來說,重水要是吃多了,可能就有下面這些後果:

頭一個呢,就是DNA中毒,也就是咱們平常說的慢性中毒。

眼巴前兒,那些個新聞報道裏,就沒瞅見有誰過量喝重水的訊息。不過呢,有一幫子學者尋思著,重水這玩意兒能把細胞有絲分裂給摁住。說大白話就是,在重水搗鼓下,細胞就沒本事繁殖嘍。

為啥會有這情況呢?主要就是重水有個本事,能讓微管蛋白復合體變得穩定,這麽一來解聚就被抑制了,細胞就沒法進行有絲分裂嘍。要是這種事兒發生在受精卵上呀,那可能就是導致不育的重要因素嘍。

還有啊,在實驗室做試驗的時候,科學家又發現了一個挺嚇人的事兒。在重水環境裏,DNA那家夥的自由度更高了,這可就給核酸的形成還有蛋白質合成出了個大難題,細胞生長都沒東西供給了。

後來做試驗的時候也證實了這個事兒,用重水來治癌癥的小白鼠,它的細胞在周期裏會被阻滯。

您想啊,要是咱這人的身體一下子吃進去太多的重水,那咱這身體可就慘嘍,得遭到從來都沒遇見過的DNA毒性的攻擊。細胞呢,就不分裂了,新陳代謝也變弱了。人體的各個器官因為沒法得到新細胞的補充,就慢慢不行嘍。那咱人啊,就只能等著死翹翹了。

其次呢,就是腸道有毒性了,這也就是咱們老說的急性中毒。

前頭不是說了嘛,D20和p0啊,從物理、化學性質好多方面來看,那相似性可大了去了。嘿,在大自然裏,這倆就跟好哥們兒似的,能和平共處。可一到咱人體裏,這倆帶來的感覺和後果那可就差老鼻子遠了。

下張圖就是維基百科統計出來的二者的不同之處,瞅一眼,咱就能知道在人身體裏二者都發生了些啥樣的一連串變化。

頭一個得說粘滯度這事兒,重水在人身體裏的時候,那粘滯度啊,比水差不多要多出五分之一呢。再就是啊,常溫的時候,重水有點偏堿性,這麽一來啊,水的電解能力可就開始走下坡路嘍。

二者之間有不一樣的差別呢,在這兒咱就不一一細說了。不過就從這些個數據,咱就能很容易瞧出來重水對身體影響到啥程度了。

腸道在人體裏可是個重要的器官,專門管吸收水分這事兒。等水啊還有其他能溶在水裏的電解質進到腸道之後呢,小腸上皮組織就開始調節滲透壓了,這麽著就把水分給吸收了。

可要是這時候把水換成重水呢,嘿,腸腔裏頭和外頭的滲透壓差呀,就噌噌變大嘍。咱這腸道為了把這差兒給調好,就會拼了老命地把腸道外邊的水往腸道裏頭拽,好讓內外的滲透壓能達到平衡狀態。

這一操作整出來高滲透性脫水和急性腹瀉這倆後果呢,要是沒得到有效的治療,那就只能死翹翹了,沒別的路可走。

重水要是在人體裏的量再接著增多,那腸道那道屏障和身體裏的水迴圈系統,在短時間內可就得被禍禍得夠嗆嘍。實驗室的數據也能讓咱們瞧出這事兒來。

同時啊,腸道屏障一被破壞,在腸道裏寄居著的那些細菌可就瞅準機會了,說不定就搞出第二輪的細菌感染來呢。

後來研究的時候也發現這麽個事兒,要是水裏的重水含量超了50%往上,那植物、動物還有人的命可就慘嘍。這麽看來,這重水對人類那是只有壞處,一點好處都沒有哇。

當然了,事兒也不是就沒轉機了。就像各國的科學家,現在正熱火朝天地試著用重水把癌細胞給幹掉呢,琢磨著有沒有可能把癌癥給治好。

尤其是在那種惡性的消化系統癌癥這塊兒,有一定的療效呢。它們能把癌細胞給有效地攔住,讓癌細胞沒法繁殖,也沒法新陳代謝,這麽著就引起癌細胞雕亡了。

不過呢,這種殺傷力可沒長眼睛,對正常細胞能破壞到啥程度,還得接著研究研究。重水這玩意兒啊,還能用來治高血壓啥的呢,現在都已經有相關的專利申請了。嘿,另外啊,重水可是咱們核反應裏的關鍵材料之一呢。

咱在現實裏啊,一次性喝那麽老多的重水,那根本就辦不到啊。您得知道,要弄死一個大概72千克的成年人,起碼得灌進去10升往上的重水,還得是在短時間裏哐哐往裏灌才行呢。

您得明白,一個正常人啊,要是沒什麽特殊狀況,哪能一下子喝進去這麽老多水呢。

所以啊,琢磨著靠狂喝重水把自己喝死,那可真是腦洞開得太大了。重水提純可不容易呢,這就導致它價格老貴了。想喝好多重水把自己喝死,還得有點錢的底氣才行呢。

嘿,您瞧,就這麽個重水,瞅著和生命那是半點兒關系都沒有。可就在前兒個,歐洲航天局探索的時候呢,嘿,它還迎來了一線生機。

【地球上的水從何而來?】

在講歐洲發現生命的另一種可能之前呢,咱得先了解一下,地球上的水是打哪兒來的呀。好多人一說起地球有多特殊、多值得珍惜,就會扯到地球上的水資源,這答案吧,說對也對,說不對也不對。

首先啊,水對生命有多重要這事兒那是板上釘釘的。可水這玩意兒在宇宙裏,那可算不上啥稀罕寶貝。

它在各大行星上到處都是,不管是離太陽最近的水星,還是離太陽最遠的海王星,咱們的探測器都發現過水的影子。可為啥還說地球上的水金貴呢?

在太陽系裏啊,就數地球上的水特殊,有液態、固態還有氣態這三種模樣呢。可好多行星裏的水啊,就只是水冰那樣兒的存在。

好多人都特好奇,地球在太陽系裏就是個普普通通的行星,咋就有水呢?它的水是打哪兒來的呢?

有個特重要的假說,就是覺著地球上的水全是從小行星或者彗星上來的。為啥會這麽想呢?嗨,因為人在地球上的水裏頭發現了和小行星的水有一樣的化學特征,就是有氘這個氫同位素。他們琢磨著這過程就該是這麽來的。

好幾十億年前啊,太陽系剛冒出來那時候,它的行星體系還沒搭建好呢,周圍全是大把的星雲。這些星雲就給行星的誕生創造了機會,在不停地撞來撞去又融合之後,行星外表的巖漿層就這麽形成了。

在這個過程裏呢,那些有點「水分」的小行星就會湊到一塊兒融合起來,整出一個全新的行星胚胎。氫元素啊,還有一部份惰性瓦斯呢,就跟星雲中的其他東西互相作用,這麽著,行星的大氣層就形成了。

這時候啊,本來是小行星撞出來的那些行星胚胎呢,被外力一個勁兒地擠啊擠的,就這麽著,最後就弄出了這個到處都是水的地球。

這雖說還只是個假說吧,可這並不耽誤咱們探索宇宙呀。

眼巴前兒,人類都已經探明白彗星裏的主要成分有水了。為了瞅瞅這事兒對不對,歐洲航天局在2004年整了個叫「羅塞塔」的任務。

【羅塞塔任務】

彗星飛得那可老快了,可在人類深空探測裏啊,就有個特神奇的任務,就是歐洲航天局2004年發起的那個追趕彗星計劃。

他們打算跟一個叫67P的彗星成功湊一塊兒,然後給這彗星畫個地圖。還帶著一組著陸器呢。67P彗星可是從老遠的奧爾特雲來的,那可是太陽系最外邊兒的地兒。探索它們的話,咱就能知道太陽系裏最原始的玩意兒了。

那可不,這可是人類歷史上頭一遭探索彗星呢,這難度,閉著眼都能想象出來有多大。這任務完成得那叫一個刺激,就跟坐過山車似的。本來啊,出了個特大失誤,所有人都覺著這事兒要黃了,對它都不抱啥希望了。嘿,沒想到它突然來個超級大反轉,不但成功了,還完成得特別漂亮,給人類探測彗星送上了老珍貴的材料。

更要緊的是,人類在那顆叫67P的彗星上發現了好多水呢。這水可不是一般的水,是一種叫做重水的水。

要是按照以前的說法,地球上的水是小型彗星撞擊或者擠壓才帶來的,那地球上最早的那些水,肯定就是重水嘍。

就這種水資源,現代科學都判定它對生命不利呢。嘿,那在好幾億年前,第一批生物咋就在這水裏冒出來了呢?難道生命的存在還有別的道道兒?到現在也沒個準話兒,不過呢,這好像給咱們研究生命起源指了條新道兒。

說不定啊,人類生命的搖籃壓根就不是那化學方程式式寫成H?O的水呢,沒準是那種方程式式寫成D2O或者2pO的重水喲。