生命起源可能要感謝撞地球的隕石？人造星際冰塵提供了令人信服的新證據

新聞 09-28

一項新的實驗可能最終有助於回答地球上生命是如何起源的問題。

研究人員重新製造了一種覆蓋著二氧化碳和水的星際冰塵微粒，並發現在太空環境中，它們可以製造出生命的關鍵構件。

他們說，他們的研究提供了「令人信服的新證據」，發現了生命的一個關鍵組成部分是在外層空間產生的，並在最初10億年由隕石或彗星帶到了地球。

夏威夷大學馬努亞分校的研究人員,與其在法國和中國台灣的同事合作，在馬努亞的W.M.凱克天體化學研究實驗室中使用了一種超高真空室冷卻到5 K(-450°F)，還原出了這種冰冷的微粒。

他們發現，當被暴露在高能電子形式的電離輻射中以模擬宇宙射線時，會合成出多種磷氧酸，如磷酸和二磷酸。

研究報告的第一作者、馬努亞大學(University of Pikeville)的研究生安德魯?特納(Andrew Turner)說：「在地球上，磷酸鹽對生物是致命的。」

「但在星際介質中，一種外來的磷酸鹽化學物質可以促進罕見的化學反應途徑，從而啟動磷的含氧酸等生物相關分子的形成，最終可能引發我們所知的生命的分子進化。」

這些磷化合物隨後被整合到地球生物細胞中的生物分子中。

這項突破性的研究在九月號的《自然通訊》》(Nature Communications)雜誌上發表，名為《磷氧酸的星際合成》(An Interstellar Synthesis of acid Oxoacids)，作者是馬努亞大學的研究生安德魯·特納(Andrew Turner)，現在是皮克維爾大學的助理教授，還有馬努亞大學的化學教授拉爾夫·凱瑟(Ralf Kaiser)。

根據這項研究，磷酸鹽和二磷酸是構成分子生物學基礎的兩個主要元素。它們是染色體的主要組成部分，染色體被發現是DNA的遺傳信息的載體。

與細胞膜中的磷脂和作為細胞能量載體的三磷酸腺苷一起，它們在所有生物體中形成自我複製的物質。

凱瑟補充說：「我們的實驗結合了複雜的分析技術，包括激光、質譜儀和氣相色譜儀，檢測到的磷氧化物也可能是在彗星內部形成的，比如留莫瓦-格拉西梅(Churyumov-Gerasimenko)彗星，其中含有一種據信來自磷酸鹽的磷源。」

研究小組說:「當隕石或彗星將這些磷氧酸運送到地球時，這些磷氧酸可能已經被用於地球生命起源前的磷相關化學反應。」

「因此，了解這些酸的簡單合成是十分重要的，這有關於解開生命起源以前的水溶性磷化合物的起源，以及它們是如何不僅在地球上、而且可能在我們的宇宙中被整合到有機體中的。」

「寒武紀大爆炸」

長期以來，科學家們一直推測「寒武紀大爆炸」期間的一個巨大的氧氣峰值是許多動物物種發展的關鍵。

寒武紀大爆炸發生在大約5.41億年前，當時各種各樣的動物突然出現在進化的舞台上。節肢、腕足、蠕形、海綿、脊索動物等等一系列與現代動物形態基本相同的動物都在此時出現。這被稱為古生物學和地質學上的一大懸案，自達爾文以來就一直困擾著進化論等學術界。

在5.8億年前，大多數生物體都是簡單的，由個別細胞組成，偶爾也會組成菌落。

在隨後的七千或八千萬年里，進化的速度加快了，生命的多樣性開始與今天的相似。

它以約4.88億年前的寒武-奧陶紀大滅絕事件結束。奧陶紀時海洋里已經生活著五百多種三葉蟲，還出現了最早的無頜魚類和直殼鸚鵡螺。

目前，有科學家推測奧陶紀的生物大滅絕，很可能是因為巨大恆星爆炸引起的伽馬射線暴。致命射線造成微生物大量滅絕，同時有毒氣體遮天蔽日，成為了奧陶紀大滅絕的原因。