隕石中的化學物質可能啟動了地球乃至太空中的生命

將一種簡單的化合物,加上隕石粉末和太陽風,你就能得到生命的基石

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據義大利的研究人員稱,在原始地球上啟動生命的分子可能是在太空中製造並透過隕石傳遞的。該小組僅使用甲醯胺、隕石材料和模擬太陽風的力量合成了糖、氨基酸和核鹼基,複製了他們認為在地球上存在生命很久之前就煮出了的“生命起源湯”的過程。

甲醯胺是一種簡單的有機化合物,最早在2001年被提出作為形成生命前生物分子的起始材料。這種化學物質已在銀河系中心和恆星育兒所,以及彗星和衛星中被檢測到。這些最新的實驗表明,甲醯胺在太陽風(此處用質子束模擬)的照射下,並在隕石粉末的存在下,產生了氨基酸、羧酸、糖和核苷——DNA和RNA的基石。

義大利圖西亞大學的作者拉斐爾·薩拉迪諾 (Raffaele Saladino)說:“隕石催化了這些轉化,而最好的催化劑是球粒隕石,即太空中最古老的隕石。它們在太空飛行期間,甚至在它們落到地球或類似行星的表面時,都將是非常有效的催化劑。”


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作者認為,用高能質子轟擊甲醯胺可以產生自由基物質,這些自由基物質可以發生反應,從而產生複雜的、與生物相關的有機化合物。他們以透過向甲醯胺中逐步新增氰化物自由基合成嘌呤核鹼基為例,正如另一個團隊先前預測的那樣。薩拉迪諾的團隊在其樣本中檢測到了嘌呤核鹼基合成途徑中的關鍵中間體。

先前的研究假設此類反應發生在地球上,由隕石轟擊提供動力,但這項工作提出了太空中可能發生反應,從而促進地球或其他行星上生命的可能性。這種情況表明,如果生命在其他行星上形成,它可能與地球上的生命有相似之處。

美國亞利桑那大學的天體化學家露西·齊烏里斯 (Lucy Ziurys)先前估計,在星際空間中,每10個氫分子就有10-10個甲醯胺分子,這使得它按天文標準來說相當豐富。“我們做了一些粗略的計算,發現以碳質球粒隕石的形式輸送到行星表面的甲醯胺濃度可達毫摩爾量級,”她說。隨著轟擊頻率的增加,如假設的35億年前地球的情況,其含量還會增加。

“天體生物學界也有人認為,地球早期所有碳都以大氣形式(甲烷或二氧化碳大氣)逸散了,因此我們今天在地球上發現的所有碳都是透過轟擊,即外源輸送帶回來的,而且地球上的碳含量非常多,”她補充道。“我們從對碳質球粒隕石的研究中得知,它們以多種不同的形式返回,為什麼不包括甲醯胺呢?”

薩拉迪諾說,他現在計劃研究是否可以透過相同的途徑,透過新增磷酸鹽礦物質來提供形成核酸骨架的材料,從而建立RNA小分子。

本文經《化學世界》許可轉載。該文章於2015年4月14日首次發表

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