首次在地球外确认氨基酸的存在，这意味着什么？并不是很惊讶

近日，日本小行星探测器“隼鸟2号”从小行星“龙宫”带回地球的沙子样本中，发现了“生命之源”——氨基酸，各大媒体争相报道，引起人类对地外生命的各种遐想。

其实这并不是什么突破性成果，之前的科学研究就有在星际分子云中检测出了各种有机物报道，所以在小行星上发现氨基酸也不是很惊讶。

那么氨基酸是如何出现在陨石上的呢？就不得不说起地球生命起源的问题。

四十五亿年前，混沌初开，地球伊始，地表一片荒芜。

在这颗死寂行球的某处，一些复杂的有机物大分子开始形成，第一批细胞出现，生命从无到有诞生，才让地球成为星海中的独一。

但是生命到底起源于何处？生命所需的原材料来源于何方？ 构成细胞的蛋白质是细胞存在的关键基石，今天自然界中的蛋白质完全由生命产生，而在40亿年前，没有生命参与的情况下，第一批蛋白质如何形成？仍是一个个悬而未决的大问题。

现今的地球，细胞产生蛋白质很容易，细胞如同一个个小工厂，它们以遗传物质为司令员，以ATP为加油站（提供能量），昼夜不息的制造多肽和蛋白质。

但是在地球的伊始，细胞还未出现，没有任何生物提供合成蛋白质所需的催化酶，肽链的合成极其困难。第一步是简单有机分子脱水合成氨基酸，第二步是氨基酸聚合形成肽链，这两个步骤都具有高能量屏障，只有高能环境才能启动合成多肽的化学过程。

因为这种要求，早期地球蛋白质要么起源于能量集中的环境，如海底热液喷口附近，要么起源于催化分子存在的环境中，这些催化酶可以降低能量屏障，从而足以推动蛋白质的合成。

理论很丰满，现实很骨感，目前科学家还不清楚原始地球如何，以及在哪里才能满足这种条件。

在以往的研究中，科学家大都在地球上寻找生命起源的线索，认为地球生命要么起源于地球原始大气放电，要么起源于海底黑烟囱，但两种起源假说都存在瑕疵。于是一些科学家将目光投向宇宙深处冰冷的星际分子云，那里是行星诞生的地方，也是孕育生命基石的地方。

宇宙多肽起源理论认为：构成蛋白质分子亚基的多肽可以在宇宙漂浮的尘埃固体，冰冻颗粒上自发形成，然后搭乘着星际便车彗星和陨石到达地球和其他星球，成为生命起源的原始材料。

在这种理论框架下，构成生命基石的肽可能普遍的存在于整个宇宙。

在恒星形成的原始星盘之中，充斥着密集而寒冷的尘埃和气体云，这里是行星诞生的苗圃，气体云中充满各种各样的简单化学物质，包括一氧化碳，碳原子和氨，甚至存在甲醇、二甲醚等简单有机物。

在这种寒冷的环境中，包括一氧化碳在内的简单分子可以粘附在尘埃颗粒上，形成冰层并发生化学反应，产生更复杂的氨基烯有机分子。然后氨基烯会自发地连接形成一种非常简单的肽，称为聚甘氨酸。这个过程直接跳过氨基酸的形成，自发进行合成简单肽的化学反应，而不需要来自环境的能量。

在地球上，科学家已完成多肽合成于分子云的实验。在超高真空室内，科学家用冷却至零下263摄氏度的基板来模拟宇宙尘埃颗粒的冰冷表面。然后，他们将将一氧化碳和氨分子沉积在基板的表面，以模拟它们在分子云中的凝结。化学分析证实，真空模拟确实能产生各种形式的聚甘氨酸，链长达10或11个亚基。

参考文献2

也就是说在数十亿年前，宇宙尘埃粘在一起形成小行星和彗星时，尘埃上的简单肽可能已经搭乘陨石到地球，也到达宇宙中无数其他的星球。

但是这些星际云中合成的多肽，能否在长途星际航行的过程中幸存下来还有待考究。因为处于宇宙真空，多肽无时无刻不暴露在高辐射、高温的环境中，恶劣的太空环境足以使分子断裂。其次是它们在坠落行星时能否在陨石撞击的过程中幸存下来。

即使它们安全的到达一颗行星，它们仍然必须经历大量的化学进化，才能变得足够强大，可以折叠形成对生物化学有用的蛋白质。但此时生命的基石已经产生，生命的诞生还会远吗？

星际介质中的其他化学物质和高能光子可能使肽链的合成更加容易，从而形成更复杂的有机分子。因此科学家计划测试宇宙分子云中能否形成更大的肽或不同类型的肽链。

除此之外，近日发表于《天体生物学》杂志的新研究指出，RNA可以在玄武岩熔岩玻璃上广泛地自然形成，这种玻璃遍布于43.5亿年前的地球上，且至今仍然遗留在火星表面。

这项研究表明，构成生命的物质在类地行星或者在宇宙中可能是普遍存在。

我们都知道RNA是地球生命的遗传物质之一，相比DNA，RNA只有一条链，相对简单，因此RNA世界起源理论认为，RNA是地球最早的遗传物质。

在现今的地球，RNA都是生物在蛋白质的参与才能合成的，在40多亿年前的地球，没有任何生物存在的情况下，如何形成最早的遗传物质。

研究人员通过建立模型发现，由于陨石频繁地与年轻的地球相撞，与此同时火山也异常活跃，从而给地球带来了大量玄武岩熔岩流，进而形成了玄武岩玻璃。陨石撞击也导致水蒸发，形成相对干燥的陆地，从而为RNA的形成提供了适宜环境。

此外，陨石还带来了镍，能够催化核苷酸和活性磷酸盐合成核苷三磷酸盐，而玄武岩中的硼酸盐则控制着三磷酸盐的形成。他们发现，核苷三磷酸盐经由玄武岩玻璃的过滤，可形成包含100至200个核苷酸的RNA分子链。

在40亿年前，火星和地球有相同的起源，陨石撞击，火山喷发，玄武岩四溢同样存在于古老的火星上。然而，相比地球，火星并没有遭受大陆漂移和板块构造的影响，因为地质构造可以掩埋地球上超过40亿年的大部分岩石。

因此，古老火星的岩石仍然留在火星表面，而且最近火星的任务已经在火星上找到玄武岩和硼酸盐。

"如果生命可以通过这条简单的路径出现在地球上，那么生命也可能出现在火星上。"

参考资料：

https://phys.org/news/2022-03-astronomers-largest-molecule-planet-forming-disc.html

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