地球上的生命是如何演變的？現在有了新的解釋

進化充滿了雞和雞蛋的場景，但最棘手的解決之一是生命是否存在於核酸之前。研究人員現在提供了有生命，有代謝之前，沒有磷酸說法的原始生物化學的證據。磷酸是我們遺傳化學的核酸構件的必需成分。

麻省理工學院和波士頓大學的科學家已經確定了一些不需要磷酸的替代性代謝途徑，這些發現可以填補我們對複雜有機化學如何演變為地球上生命的了解。

我們今天定義的生命基本上是基於不完全複製的化學，這需要既可以複製模板，也需要捕獲足夠的能量來物理地將簡單的碳基化學物質重新排列成更複雜的形式。

首先一個問題是：一種可能演化為複雜性的化學代碼，或者可以使用能量將簡單化學物質轉化為複雜有機化合物的複雜途徑。

在所謂的RNA世界假說中，自由浮動核糖核酸（RNA）串促進了我們可能描述為生命的前體的過程，其中聚合物發揮早期的信息模板和化學機械的作用。

這個概念的一個問題是，RNA不能做沒有能源的事情，這將需要一系列的化學反應，我們可以認為是早期的代謝。不僅如此，RNA分子包括磷酸，在環境中被緊緊鎖定的分子，因此難以摻入有機化合物中。

其他的「生命前」假設表明早期形式的代謝化學以熱或光的形式吸收了來自環境的能量，並且在有細胞膜不受約束的有機湯中將其從一種化學反應轉移到另一種化學反應。

最終，這種原始的代謝與RNA結合，隨著時間的推移，在個體脂肪泡沫內找到避難所。我們可以認為這是第一個細胞。

然而，現代生物體中的代謝主要基於諸如三磷酸腺苷（ATP）和煙醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）的化合物，其再次包括麻煩的磷酸分子。

現在已經由研究人員指定的基於使用硫構建的分子替代代謝途徑，硫構建的分子在十億年前在地球的海洋中是非常豐富的。

這項工作的意義在於，今後努力了解生命起源應該考慮到基於磷酸鹽的過程的具體可能性，這是必不可少的。

硫作為早期新陳代謝的中心階段的想法並不新穎，20世紀初德國化學家Günter W?chtersh?user 認為，硫化鐵和硫化鎳的化合物可以作為深海海底火山噴口周圍固碳的催化劑，作為「先驅生物」的簡單的新陳代謝。

由於化學反應是令人信服的，有關這種「鐵 - 硫世界假說」所涉及的各種反應的確鑿證據。

迄今缺少的是數據驅動的證據，這些早期的過程，不是分散的反應，而是可以構成一個高度聯繫和相對豐富的原始代謝網路。

因此，科學家團隊計算系統生物學--一種使用數學模型探索生化反應的不同分支途徑的理論方法，以鑒定一組八種不含磷酸的化合物，這些化合物曾在我們的古代海洋中豐富存在。然後他們應用一種演算法來模擬基於這些化學物質的原始代謝，其包括硫化鐵和硫酯的含硫化合物，能夠允許他們評估一堆不同的反應是如何發生的。

研究人員發現，涉及260種代謝物的315個反應的核心網路可以支持生命所需的大量複雜有機化合物，包括氨基酸和羧酸。

因為早期的生物化學沒有留下許多化石方式的證據，我們只能把這些數學模型放在一起。雖然這不是一個無磷酸鹽啟動生命的積極證據，但它增加了證據的可能性生活從化學大多數生物不再依賴的化學。

它確實增加了生命起源於化學，而大多數生物不再依賴化學的證據的可能性。

這種研究的應用遠遠超出了考慮早期生命可能形成的方式。將新陳代謝分析為生態系統層面甚至是行星現象，而不是生物體特異性現象的想法，也可能讓我們對微生物群落的理解產生影響。

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