简 要
“生命是如何起源的?”自古以来,哲学家、学者和科学家都在思考这个问题。在现代,人们普遍认为,构成我们所知的生命的基本单元—氨基酸、DNA和RNA—在数十亿年前自发地结合在一起,形成了最初的蛋白质。
然而,所有在实验室中重现这种化学反应(“生命起源”)的尝试都以失败告终。尽管如此,人们普遍接受这一事件确实发生在地球上,很可能是在地球早期的海洋中。
在最近的一项研究中,由奥胡斯大学领导的一个国际研究团队挑战了这一长期以来的假设,证明蛋白质可以在外太空轻易形成。
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位于匈牙利原子能研究所(Atomki)的超高真空冰室(ICA),用于天体物理-天体化学实验。该冰室曾用于利用高能质子处理甘氨酸。
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生命的组成单元可能遍布太空,这大大增加了人类未来发现地外生命的统计概率。
在一个小型舱室内,研究团队通过将压力降至接近零、温度降至-260°C (-436°F) 来模拟太空环境。他们还持续地将气体粒子抽出舱室,以维持超高真空。随后,研究团队将甘氨酸放入舱室,并用匈牙利原子能研究所(HUN-REN Atomki)的离子加速器产生的宇宙射线类似物对其进行照射,以评估其反应。具体而言,研究团队探究是否会形成肽等复杂分子—肽是由短链氨基酸连接而成的蛋白质。
“我们观察到甘氨酸分子开始相互反应,生成肽和水,”奥胡斯大学星际催化中心(CIC)的研究员阿尔弗雷德·托马斯·霍普金森说。“这表明星际空间中也存在同样的反应过程。这是在尘埃颗粒上生成蛋白质的重要一步,而尘埃颗粒正是后来形成岩质行星的物质。”
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*图中展示了星际介质表面甘氨酸在宇宙射线轰击下产生肽(蛋白质的基本组成单元)的过程。
由于肽是构成我们所知所有生命体的基本成分的前体,因此研究它们的形成地点和方式对于探寻生命起源至关重要。该团队的发现不仅强化了先前关于复杂有机分子(COMs)存在于太空的研究,还表明氨基酸的化学键合过程具有普遍性。
我们一直想探究,在尘埃颗粒参与恒星和行星形成之前,像肽这样的更复杂的分子是否会在其表面自然形成。我们过去认为,这些云团中只能产生非常简单的分子。人们普遍认为,更复杂的分子是在气体开始凝聚成最终会形成恒星的星盘之后才形成的。但我们已经证明,事实并非如此。
根据目前普遍接受的恒星形成模型,恒星是由致密的星际气体和尘埃云在引力作用下坍缩形成的。剩余的物质落入围绕新恒星的吸积盘中,最终吸积形成行星系统。
因此,这些结果表明,生命的组成单元在这一过程中就已经存在,它们“播撒”了新行星的种子,并促成了生命起源前的化学反应。对于那些位于恒星宜居带内的行星而言,进一步的化学反应可能导致生命的出现。
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这项发现意义重大,因为它表明生命必需分子的含量远超之前的预期,而且形成时间也比预想的要早得多。
这极大地增加了其他恒星系统中存在生命的可能性,对天体生物学和地外文明搜寻(SETI)具有深远的影响。然而,正如霍普金森所强调的,这并没有解答生命起源的根本问题。
换句话说,生命必需成分是如何以及在何种条件下结合在一起,最终形成我们所知的生命,这个谜团依然存在。
尽管如此,他们的研究成果为我们了解数十亿年前这一过程的起源提供了至关重要的线索。“所有类型的氨基酸都通过相同的反应结合成肽。因此,其他肽很可能也在星际空间自然形成。我们尚未对此进行研究,但未来很可能会开展这方面的研究,”
这些发现以及其他研究成果表明,生命的起源就在太空,而且远比我们之前认为的要丰富得多!
所以你认为是否有外星人或者外星生命呐?
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