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新实验称地球生命基础物质很可能来源于彗星

2018-09-29 新浪科技
在285公里距离处拍摄的67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星。
研究人员认为,一旦地球上的环境条件允许(大约41亿年前或更早一些),生命就可能通过已经发展出生命的彗星“播种”到地球上。
近期一项研究将氧气上升与地球生命和化石燃料的形成联系起来。图中是形成于4.5亿年前黑色页岩,含有三叶虫化石。

新浪科技讯 北京时间9月29日消息,据国外媒体报道,一项新实验或许将帮助科学家最终解答生命如何在地球起源的问题。研究人员制造出了由二氧化碳和水包裹的星际冰晶颗粒,发现在太空环境下,这些颗粒能产生生命的关键组成成分。

研究人员表示,他们的发现提供了“令人信服的新证据”,表明生命的一个关键组成部分是在外太空产生,并通过陨石或彗星到达地球(形成初期的10亿年间)。

夏威夷大学马诺阿主校的研究人员与法国和中国台湾的学者合作,利用W.M。凯克天体化学研究实验室(W.M.Keck Research Laboratory in Astrochemistry)中冷却至5K的超高真空室重现了这些冰晶颗粒。

他们发现,当这些颗粒暴露于高能电子形式的电离辐射(模拟太空中的宇宙射线)中时,会合成多种磷含氧酸,如磷酸和二磷酸。

“在地球上,磷化氢对生物而言是致命的,”论文第一作者、威夷大学马诺阿主校研究生(现为美国派克维尔大学助理教授)安德鲁·特纳(Andrew Turner)说,“但是在星际介质中,外来的磷化氢化学物质可以推动罕见的化学反应路径,引发生物相关分子的形成,比如磷的含氧酸,这些物质最终可能引发了我们所知的生命分子演化。”

这篇突破性的研究论文题名为“一种磷含氧酸的星际合成”(An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids),发表在九月期的《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。除了安德鲁·特纳,夏威夷大学马诺阿主校的化学教授拉尔夫·凯泽尔(Ralf Kaiser)也是该文作者。

研究称,磷酸盐和二磷酸是分子生物学中形成生命基础物质必不可少的两个成分,也是染色体的重要组成部分,而携带遗传信息的DNA就位于染色体上。它们与细胞膜中的磷脂,以及作为细胞中能量载体的三磷酸腺苷一起,形成了存在于所有生物体中的自我复制材料。

“在我们的实验中,涉及激光的复杂分析与质谱仪和气相色谱仪相结合,最终探测到了磷含氧酸,而这些物质很可能形成于彗星的冰晶中。67P/丘留莫夫-格拉西缅科就是这样一颗彗星,它含有的磷就被认为来自磷化氢,”拉尔夫·凯泽尔补充道。

研究团队称,磷含氧酸在借助陨石或彗星到达地球后,很可能进入了地球生命起源之前的磷化学中。因此,了解这些磷含氧酸的合成,对于揭示生命起源前水溶性磷化合物的起源,以及它们如何被整合到生物体(不仅包括地球生命,也包括潜在的宇宙生命)中等问题都至关重要。(任天)

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