哈喽,大家好,杆哥这篇评论,主要来分析水火不容变 “共生”?油滴遇表面活性剂,展现单细胞生物趋化行为
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你以为油和水只能 “老死不相往来”?宾夕法尼亚州立大学的新研究,彻底打破了这个固有认知。
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当普通油滴遇上含表面活性剂的水溶液,竟然会长出类似生物细胞的 “触手”,还能像单细胞生物一样感知环境、自主趋避。
这项发表在《美国化学会志》的研究,不仅为生命起源谜题提供了新线索,更打开了智能材料的新世界。
油滴变 “生物”:长出伪足还会 “选方向”
在实验中,油滴溶解于水和表面活性剂的混合物时,神奇的变化发生了。
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表面活性剂分子一端亲水一端疏水,进入油滴后会在其表面形成不稳定层,进而延伸出丝状伪足。更关键的是,这些 “触手” 不会乱长,只会优先向表面活性剂浓度高的方向生长。
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这种有方向的生长,和细菌、变形虫等单细胞生物的探索行为高度相似,而这原本被认为是生命独有的特征。
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神奇 “化学品味”:对氨基酸挑三拣四
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油滴的本事远不止定向生长,它还拥有独特的 “化学品味”。
实验发现,面对不同种类的氨基酸,油滴会做出选择性响应 —— 向某些氨基酸浓度高的区域伸出 “触手”,对另一些则直接回避。
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要知道,氨基酸是构成蛋白质的基本单元,油滴这种 “识别” 能力,暗示早期化学系统可能已具备筛选生物相关分子的潜力。
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生命起源新线索:无生命系统的自组织
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这项研究让生命起源的探索更进了一步。主流理论认为,最早的生命源于能自我组织、复制的简单化学系统。
而油滴系统无需复杂生物大分子或遗传信息,仅靠表面活性剂浓度梯度,就实现了感知环境、定向响应等生命基本特征。
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原始地球很可能存在大量具有表面活性的有机分子,这意味着类似机制或许在 40 亿年前就推动了物质向生命的转变。
从实验室到应用:类生命材料的广阔前景
除了基础科学价值,这项研究的应用潜力同样惊人。
森教授团队长期研发自主响应的活性物质,此前已造出人工 “微型游泳者”,如今油滴的新特性让技术再升级。
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未来在药物输送领域,这类材料可感知疾病标志物并精准释药;环境修复中能检测并响应污染物;软体机器人领域则可实现复杂环境自适应变形,为合成生物学和人工生命领域开辟新路径。
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这项被美国化学会选为封面的研究,用常见化学品揭示了复杂自组织现象,也让我们意识到,生命与非生命的界限,或许比想象中模糊得多。
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