陨石中的化学物质可能启动了地球乃至太空中的生命

将一种简单的化合物,加上陨石粉末和太阳风,你就能得到生命的基石

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据意大利的研究人员称,在原始地球上启动生命的分子可能是在太空中制造并通过陨石传递的。该小组仅使用甲酰胺、陨石材料和模拟太阳风的力量合成了糖、氨基酸和核碱基,复制了他们认为在地球上存在生命很久之前就煮出了的“生命起源汤”的过程。

甲酰胺是一种简单的有机化合物,最早在2001年被提出作为形成生命前生物分子的起始材料。这种化学物质已在银河系中心和恒星育儿所,以及彗星和卫星中被检测到。这些最新的实验表明,甲酰胺在太阳风(此处用质子束模拟)的照射下,并在陨石粉末的存在下,产生了氨基酸、羧酸、糖和核苷——DNA和RNA的基石。

意大利图西亚大学的作者拉斐尔·萨拉迪诺 (Raffaele Saladino)说:“陨石催化了这些转化,而最好的催化剂是球粒陨石,即太空中最古老的陨石。它们在太空飞行期间,甚至在它们落到地球或类似行星的表面时,都将是非常有效的催化剂。”


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作者认为,用高能质子轰击甲酰胺可以产生自由基物质,这些自由基物质可以发生反应,从而产生复杂的、与生物相关的有机化合物。他们以通过向甲酰胺中逐步添加氰化物自由基合成嘌呤核碱基为例,正如另一个团队先前预测的那样。萨拉迪诺的团队在其样本中检测到了嘌呤核碱基合成途径中的关键中间体。

先前的研究假设此类反应发生在地球上,由陨石轰击提供动力,但这项工作提出了太空中可能发生反应,从而促进地球或其他行星上生命的可能性。这种情况表明,如果生命在其他行星上形成,它可能与地球上的生命有相似之处。

美国亚利桑那大学的天体化学家露西·齐乌里斯 (Lucy Ziurys)先前估计,在星际空间中,每10个氢分子就有10-10个甲酰胺分子,这使得它按天文标准来说相当丰富。“我们做了一些粗略的计算,发现以碳质球粒陨石的形式输送到行星表面的甲酰胺浓度可达毫摩尔量级,”她说。随着轰击频率的增加,如假设的35亿年前地球的情况,其含量还会增加。

“天体生物学界也有人认为,地球早期所有碳都以大气形式(甲烷或二氧化碳大气)逸散了,因此我们今天在地球上发现的所有碳都是通过轰击,即外源输送带回来的,而且地球上的碳含量非常多,”她补充道。“我们从对碳质球粒陨石的研究中得知,它们以多种不同的形式返回,为什么不包括甲酰胺呢?”

萨拉迪诺说,他现在计划研究是否可以通过相同的途径,通过添加磷酸盐矿物质来提供形成核酸骨架的材料,从而创建RNA小分子。

本文经《化学世界》许可转载。该文章于2015年4月14日首次发表

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