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地球生命的關鍵組成部分在外太空更容易形成

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地球上生命的起源仍然是個謎,但我們正在慢慢解開所涉及的步驟和必要的成分。科學家相信,生命起源於早期地球上有機化學物質和生物分子的原始湯,最終形成了真正的有機體。

長期以來人們一直懷疑其中一些成分可能是從太空運送的。現在一項新研究, 發表於 科學進展,顯示一組特殊的分子,稱為勝肽,在太空條件下比在地球上更容易形成。這意味著它們可能是透過隕石或彗星傳送到早期地球的,而且生命也可能在其他地方形成。

我們的細胞(以及所有生物的細胞)的生命功能是由稱為蛋白質的大型複雜碳基(有機)分子維持的。我們的 DNA 編碼瞭如何製造我們生存所需的各種蛋白質,而 DNA 本身就是一個巨大而複雜的有機分子。

然而,這些複雜的分子是由各種小而簡單的分子組裝而成的,例如胺基酸——所謂的生命基石。

為了解釋生命的起源,我們需要了解這些構建塊如何、在何處形成,以及它們在什麼條件下自發性地組裝成更複雜的結構。最後,我們需要了解使它們成為一個封閉的、自我複製的系統——一個活的有機體的步驟。

這項最新的研究揭示了其中一些構建塊可能是如何形成和組裝的,以及它們是如何最終出現在地球上的。

人生的步驟

DNA 大約由 20種不同的氨基酸。就像字母表中的字母一樣,它們以不同的組合排列在 DNA 雙螺旋結構中,以加密我們的遺傳密碼。

勝肽也是鏈狀結構中胺基酸的集合。 可由少至兩個氨基酸組成,也可由數百個氨基酸組成。

將胺基酸組裝成勝肽是一個重要的步驟,因為勝肽提供了催化或增強對維持生命很重要的反應等功能。它們也是候選分子,可以進一步組裝成早期版本的薄膜,將功能分子限制在細胞樣結構中。

然而,儘管勝肽在生命起源中發揮潛在的重要作用,但勝肽在早期地球的環境條件下自發性形成並不是那麼簡單。事實上,目前研究背後的科學家們 以前顯示過 太空的寒冷條件其實更有利於勝肽的形成。

星際介質。
星際介質。圖片來源: 查爾斯卡特/凱克太空研究所

在被稱為星際介質(見上文)的空間部分中由分子和塵埃顆粒組成的極低密度雲中,單個碳原子可以與一氧化碳和氨分子一起粘附在塵埃顆粒的表面。他們 然後反應形成 氨基酸樣分子。當這樣的雲變得更密集並且灰塵顆粒也開始黏在一起時,這些分子可以組裝成勝肽。

在他們的新研究中,科學家觀察了塵埃盤的密集環境,最終形成了一個擁有恆星和行星的新太陽系。當雲層在重力作用下突然塌陷時,就會形成這樣的圓盤。在這種環境中,水分子更為普遍,在任何不斷生長的顆粒團塊表面形成冰,從而抑制形成勝肽的反應。

透過模擬實驗室中星際介質中可能發生的反應,研究表明,雖然勝肽的形成略有減少,但並沒有被阻止。相反,當岩石和塵埃結合形成更大的天體(例如小行星和彗星)時,這些天體會升溫並允許液體形成。這促進了這些液體中勝肽的形成,並且進一步反應的自然選擇導致了更複雜的有機分子。這些過程可能發生在我們太陽系的形成過程中。

許多生命的組成部分,如胺基酸、脂質和糖 可以在太空環境中形成。許多已在隕石中被發現。

由於勝肽在太空中的形成比在地球上更有效,而且它們可以在彗星中積累,因此它們對早期地球的影響可能會帶來負載,從而推動地球上生命起源的步伐。

那麼,這一切對於我們發現外星生命的機會意味著什麼?嗯,生命的組成部分在整個宇宙中都是可用的。需要多具體的條件才能使它們自組裝成活的有機體仍然是一個懸而未決的問題。一旦我們知道了這一點,我們就能很好地了解生命的廣泛程度。

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

圖片來源: 畢宿五S / Unsplash

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