外星生命竟是我自己?

时间:2024-04-24   浏览次数:57次


于地球上的生命起源,最被广泛接受的一种假说是:在地球早期的某种环境下,比如在存在有机化学物质的原始汤中,生命会从无生命的物质自发地转变为有生命的物质。随着时间的推移,这些前生命化学分子开始形成更复杂的分子,并最终形成具有催化功能的生物聚合物,比如RNA


长期以来,一些科学家一直怀疑,一些生命起源所必需的有机分子更有可能形成于太空。它们可以通过各种各样的过程到达地球和其他系外行星,比如彗星、陨石、行星际尘粒的吸积,以及小行星的撞击等。


现在,一项发表在《科学进展》杂志上的新研究表明,与在地球上相比,肽的确更容易在太空环境下形成。这意味着这些分子可能是由陨石或彗星带到早期地球上的,也意味着生命也可能在其他地方形成。



生命的构成  


蛋白质对生命至关重要,它们几乎支持着生命的所有功能。蛋白质是由氨基酸链组成的大型复杂分子。同样是由氨基酸组成的链状结构,它们通常比蛋白质小得多,本身没有足够的活性,只占完整蛋白质的一小部分。肽至少由两个氨基酸组成,但也可以由数百个氨基酸组成。


氨基酸组装成肽是非常重要的一步,因为肽能提供诸如催化或增强对维持生命很重要的反应的功能。它们也是可以进一步组装成早期的膜(能将功能分子限制在细胞状结构中)的候选分子。


然而,虽然肽在生命起源中很可能扮演着至关重要的角色,但在早期的地球环境下,要自发形成肽并不容易。


现在,新的研究揭示了肽是如何形成和组装的,以及是如何出现在地球上的。



生命的步骤  


物理学家Serge Krasnokutski是新研究的第一作者。事实上,在这项研究之前,他与合作者就发现,在太空中寒冷的星际介质中,更有利于肽的形成。


具体来说,他们认为,在星际介质条件下,一氧化碳(CO)、碳原子(C)和氨分子(NH₃)可以一起附着在尘埃颗粒的表面。然后,它们可以发生化学反应,形成类似氨基酸的分子。当星际介质中的物质变得更加稠密,尘埃颗粒也开始黏在一起时,这些分子就能够聚集成肽。


但是,在之前的研究中,研究人员认为如果覆盖尘埃颗粒的分子冰中含有水,就会抑制这种肽的形成反应。


在新研究中,研究人员发现,水分子的存在并不是在尘埃颗粒上形成肽的主要障碍。


他们将目光聚焦在一些尘埃盘中的稠密环境上。在这种环境下,水分子更为普遍,它们能在任何生长的颗粒团块表面形成冰。但是,当研究人员在实验室中模拟星际介质中可能发生的反应时发现,尽管肽的形成略有减少,但并没有被完全抑制


具体来说,他们的分析结果表明,分子冰中水的存在会使肽的形成速度减慢50%,但它们仍在形成。从天文过程发生的时间尺度来看,这种减缓实际上是可以忽略不计的。


而且,当岩石和尘埃结合形成小行星和彗星等更大的天体时,这些天体会升温,从而形成液体,推动了肽在这些液体中的形成。肽的出现可以促进生物分子的进一步形成,并最终导致能开启自然选择的自催化化学。而这一刻,可以被视为是生命系统涌现特征的开始。



/ 生命的普遍性  


其实,许多生命的基石,如氨基酸、脂质、糖,都可以在太空环境中形成。过去,科学家已经在陨石中做出了很多相关的发现。由于与在地球上相比,肽能够在太空中更有效地形成,而且由于它们可以在彗星中聚集,因此当它们撞击早期地球时,可能带来了能促进地球生命起源的“原料”。


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