科學家：「生命種子」起源於地球，兩種小分子一步步演變成生命體

科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇

中國古有女媧補天造人的神話傳說，西方則有造物主的猜想，但在現代科學發達的今天，地球生命起源依舊困擾著科學界。其實將人和地球上的所有生物簡化後，萬物都是由基本化學元素構成的，一個個複雜而精密的生化反應是生命存在的基礎。

打開今日頭條，查看更多圖片

生物化學僅僅圍繞由C、O和H三種元素構成的五種代謝前體組織，這就像大城市的交通擁堵圍繞幾個主要的交通樞紐一樣。但為什麼生命會在無數種選擇中使用這些特定的分子和化學反應，還是一個謎。

不久前，法國科學家在《Nature》上發表了一篇論文，研究發現在富含鐵鹽的水溶液中混入乙醛酸和丙酮酸兩個小的有機分子，會產生一個類似於生物生命化學的「種子」。這一發現為我們了解生命起源及物種進化提供了新線索。

在過去幾年中，斯特拉斯堡大學的Joseph Moran教授一直在研究生物代謝的起源。Moran認為，生物代謝有一個密切相關的化學前驅體。最近，研究人員重新創建了一個純化學-生物等效的AcCoA途徑（利用二氧化碳合成含兩個碳原子的乙酸鹽和含三個碳原子的丙酮酸鹽的反應）。不過將二氧化碳轉化成比3個碳更大的化合物是此項研究的一個瓶頸。

要完成這樣的壯舉，生命需要複雜的酶和化學能量載體ATP。但是酶和ATP都具有非常複雜的結構，不可能存在於沒有生命的早期地球上。那麼，在酶和ATP出現之前，生命是如何形成的呢?

已有研究表明，丙酮酸和乙醛酸很容易在水中反應形成C-C鍵。隨著時間的推移，這個化學反應不僅開始變得越來越複雜，還會把中間代謝產物分解成二氧化碳，就像生物組織一樣。Moran表示，通過這種方法獲得的類生命化學體系，在一定程度上類似於生物合成代謝和分解代謝的功能，但是這個過程不需要酶，只需要添加鐵！

生命來源於哪裡？或許這就是答案。目前，研究人員需要知道這種反應會不會因加入元素種類的變化而變化，以及它是否能催生出遺傳分子。這一發現為物種起源的研究提供了寶貴的指導方向，隨著科學家們不斷深入的研究，我們即將揭開物種起源的秘密。

（此處已添加圈子卡片，請到今日頭條客戶端查看）

作者/朱張航宇

參考文獻：Kamila B. Muchowska et al. Synthesis and breakdown of universal metabolic precursors promoted by iron, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1151-1

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！