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编译者:mall发布时间:Mar 15, 2019点击量:19247 来源栏目:重要资讯

美国宇航局(NASA)天体生物学研究所的科学家们在实验室内重现了40亿年前生命成分——氨基酸在海洋深处的形成过程。这项研究结果已发表在《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上,为解释地球生命起源和推测宇宙中其他行星是否存在生命提供了线索。

喷气推进实验室(JPL)的天体生物学家Laurie Barge和她的团队目前正通过研究地球上生命的起源来确认其他行星上的生命。其研究重点是如何在海底热液喷口处生成氨基酸。氨基酸是生命必需的有机化合物,它们相互作用形成蛋白质,构成一切生物。为了重现热液喷口,研究小组用类似地球原始海洋的混合物填充烧杯,制造微型海底环境,充当氨基酸的孕育场所。

论文第一作者、首席研究员Barge提到,在真正的细胞出现之前,知道仅仅依靠有机物和矿物质能生成什么对于了解生命可能源自哪种环境是非常重要的另外,明悉大气、海洋和火山口中的矿物质等成分是如何影响地球的,有助于判断这个过程也发生在另一个行星上的可能性。在海底裂隙处,热液喷口与周围的海水相互作用,创造了一个不断流动的环境。这个黑暗而温暖的、由地球化学能提供能量的环境,可能是生命在远离太阳热量的太阳系之外形成的关键。

论文合著作者、JPL的Erika Flores认为,如果地球上有这些热液喷口,那么在其他行星上也可能会发生类似的反应。

Barge和Flores利用地球早期海洋中常见的成分,把水、矿物质以及丙酮酸和氨的前兆态分子混合(生成氨基酸的必需条件)后,将溶液加热到与热液喷口附近温度相同的158华氏度(70摄氏度),并调整pH值来模拟碱性环境;从混合物中除去氧气(因为早期的海洋中几乎没有氧气),让早期地球上含量丰富的氢氧化铁(或称“绿锈”)与注入到溶液中的少量氧气反应,产生氨基酸丙氨酸和α-羟基酸乳酸。α-羟基酸是氨基酸反应的副产物,但有些科学家认为它们也可以结合构成更复杂的有机分子,从而形成生命。

Barge解释道,研究结果已经证明,在类似于地球早期的地质条件下,或许也在其他行星上,他们可以通过简单的化学反应在温和的海底条件下生成氨基酸和α-羟基酸。

这项最新研究历时9年,Barge和她的研究团队首次观察到类似于热液喷口驱动有机反应的环境,而之前合著作者和JPL化学家Michael Russell的研究重点在于分析热液喷口中是否存在构成生命的必需成分,以及这些喷口能产生多少能量。今后,Barge团队将继续深入研究,以期找到更多的生命成分,创造更复杂的分子。

鉴于太阳系以外的宇宙中可能存在适宜居住的环境(例如在木卫二Europa和土卫二Enceladus的冰壳下的海洋中可能存在热液喷口),了解生命在无阳光海洋中的起源,将有助于科学家们规划研究任务和在冰下寻找氨基酸或其他生物分子证据的实验。

未来,可能会从火星表面返回的样本中找到揭示铁和古老的水形成氨基酸的证据,还可能在系外行星大气层中发现生命特征。

Barge也提到,目前还没有在其他行星上发现确凿的生命迹象,但了解生命起源所需的条件可以帮助缩小生命可能存在的范围。该研究得到了JPL冰冻世界(JPL Icy Worlds)小组的支持。

(刘雪雁 编译)

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