集齐！地球生命的基本构件来自陨石吗？
集齐！地球生命的基本构件来自陨石吗？Original Måka
原理 2022-04-28 05:35
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陨石有可能为地球带来最初生命的希望吗？
根据近日发表在《自然通讯》上的一项新研究，并不能排除这种可能。借助新的分析方法，科学家在来自陨石的样本中找到了DNA和RNA的5种信息单元中先前一直未被发现的最后两种。
虽然DNA这种相对较大的分子不太可能在陨石中形成，但这一发现表明，这些遗传部件是有可能被送来地球的，这或许对早期地球上指令分子的发展做出了贡献。
生命起源的理论
关于生命最初在地球上出现需要什么条件的问题，存在各种各样的理论。其中最具代表性的一种被称为原始汤假说。它认为，早期地球上强烈的紫外线辐射和剧烈的闪电，为水、氨和甲烷等化合物之间化学反应的开始提供了能量。
这种理论认为，这些反应导致了DNA和RNA等分子的产生，它们随后成了自我复制系统的一部分，并最终进化出了生命。
已有实验证实，这一理论或许是可行的，随后的分析还显示，20多种对生命至关重要的氨基酸也能够被合成。但是，在这些实验中模拟的条件，与我们现在对地球大气早期演变的理解之间存在着一些差距。
一些科学家同时也开始从其他地方寻找最初的分子是如何形成的。其他颇具希望的候选理论包括海底热液喷口，那里富含形成核酸所需的化合物。还有理论涉及冰和冰川的反应、具有放射性的海滩，以及来自外太空的陨石。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHP9Xmp2mUobUKPKXjoDITvIB57YQp8u6Enj5PfM1DtsvkibepDIZNfDj6icr1939079tcwIMcYbBic4w/640?wx_fmt=jpeg类似贝努（Bennu）这样的小行星可能是碳质球粒陨石的母体。已有研究发现，碳质球粒陨石可能为地球提供了大量的水。（图／NASA's Marshall Space Flight Center, Fllickr, CC BY）
尤其是，陨石已经被认为在我们所知的生命形成过程中发挥了关键作用，比如，碳质球粒陨石可能为地球提供了大部分的水。
遗传的基本构件
问题的关键是，构成生命所需的关键分子或者它们的前体究竟来自何处。DNA和RNA包含了构建地球上每一个生物的指令，它们共有5种基本的信息成分，也叫碱基。这类有机分子可以分为嘌呤和嘧啶。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/tqOuxs8dsHP9Xmp2mUobUKPKXjoDITvI0UAiaymVTFYsIJdjBPDhrv8KZ0lSXyOcw8olRRvpMNtialcF9xVZ9tzg/640?wx_fmt=jpegDNA和RNA中的常见碱基。（图／BruceBlaus, Wikimedia Commons, CC BY）
先前，科学家在搜寻地外样本时，仅仅发现了5种生命必需的碱基中的3种。然而，最近进行的这项分析，确定了一直未能找到的最后两种碱基。
新发现的碱基分别是胞嘧啶和胸腺嘧啶，它们在先前的分析中一直难以捉摸，这可能是因为它们的结构相对更加微妙，在提取样本时可能已经降解。
在早期的实验中，科学家通常会创造某种“陨石茶”，他们会将陨石颗粒放入热水浴中，将样本上的分子提取到溶液中，然后再分析这些“地外浓汤”的分子构成。由于胞嘧啶和胸腺嘧啶这两种碱基格外微妙，科学家一直没能发现它们存在的证据。即使在这次新实验中，团队最初对在样本中看到它们也持怀疑的态度。
但是，最终有两个因素可能促成了这一新发现。首先，团队采用冷水提取了这些化合物，而不是高温的甲酸，换句话说，它更像是“冷饮”而不是“热茶”。此外，甲酸的反应性很强，也有可能破坏样本中脆弱的分子。其次，研究人员采用了更敏感的分析方法，即使这些分子数量非常少，也有机会被发现。
越来越多的碎片
虽然，这一发现还不能被认为提供了确凿证据，来回答地球生命的出现是得到了来自太空的帮助，还是完全来自初生地球的原始生命汤的问题。但是，它补齐了构成如今生命的全套碱基的集合。
目前，除了5种有关生命的碱基，科学家还在陨石样本中发现了许多有机分子，包括不少生命分子的前体。它们就像拼图中的更多碎片，不断带来证据，并为那些试图了解生命起源的科学家提供了更多的化合物在实验室中进行实验。
除此之外，碱基的发现也带来一些有意思的问题。嘌呤和嘧啶可以在地外环境中合成，人们本期望在陨石中发现更多样的碱基，但目前，它们在碳粒陨石中似乎并没有像氨基酸和碳氢化合物等其他有机物那样，展示出结构的多样性。
生命起源的争论或许还很难平息，但更多发现让我们不断看见更多可能性。
#创作团队：
撰文：Måka排版：雯雯
#参考来源：
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/life-blueprint-in-asteroidshttps://www.nature.com/articles/s41467-022-29612-xhttps://www.sciencenews.org/article/all-of-the-bases-in-dna-and-rna-have-now-been-found-in-meteoriteshttps://www.nhm.ac.uk/discover/news/2022/april/meteorites-could-have-brought-dna-precursors-earth.html#图片来源：
封面图：NASA Goddard/CI Lab/Dan Gallagher首图：NASA
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