四川
研究人员首次在星际空间发现真正的糖。赤藓酮糖可能为早期生命提供了重要构件。
慕尼黑——在银河系中心附近的一团暗分子云中，研究人员首次在宇宙中探测到真正的糖。这种分子名为赤藓酮糖，含有四个碳原子。在地球上，这种糖存在于覆盆子中，并用于自制美黑产品。
一个由天体生物学中心的伊萨昆·希梅内斯-塞拉领导的国际团队在分子云G+0.693−0.027中发现了赤藓酮糖。西班牙国家研究委员会对此进行了报道。该分子云靠近银河系中心，距离地球约2.7万光年。
望远镜捕捉到了来自分子云的特征射电信号。研究团队共将12组谱线归属为赤藓酮糖，涵盖该分子的17个单独跃迁。其中6组信号几乎未被其他分子覆盖。对于这6组信号，研究人员计算出其匹配结果纯属偶然的概率仅为0.2%。
“这一发现出乎意料，因为在天体化学中，普遍认为星际分子是通过碳原子逐步累加而变大的，”研究负责人希梅内斯-塞拉表示。事实上，研究人员恰恰没有发现含有三个碳原子的更小糖类分子。
根据他们的计算，在所研究的分子云中，赤藓酮糖的出现频率至少是这类可比C3糖的8至17倍。
此前，科学家已从陨石和小行星样本中了解过糖类。例如，核糖和葡萄糖在来自地外物质的样本中被发现。小行星贝努的样本也含有对生物化学重要的糖类。此前从未成功在星际介质中直接探测到真正的糖。
此外，这是首次在太空中发现含有四个氧原子的分子。赤藓酮糖还具有手性。这类分子可以以两种镜像形式存在，类似于左手和右手。
研究人员还探究了这种相对复杂的糖如何在太空的寒冷条件下形成。根据他们的计算，覆冰的尘埃颗粒构成了一个可能的化学工厂。在那里，较小的分子可以相互反应。
可能的起始原料包括乙二醇醛和乙二醇。两者均含有两个碳原子，并在所研究的分子云中已被发现大量存在。量子化学计算和天体化学模拟支持了这一形成路径。
这两种较小分子的活性碎片可以在冰表面结合，形成赤藓酮糖。模型还表明，在特定条件下，这种四碳糖甚至比更小的糖更高效地生成。高能宇宙射线可能进一步驱动了这些化学反应。
这一发现可能有助于更好地理解生命起源的重大问题之一：在早期地球上，构成最初复杂化学反应的有机原料来自何处？糖类对此至关重要。
一些糖是RNA和DNA等核酸的组成部分。不过，赤藓酮糖本身并不属于构成RNA或DNA的糖类。但在水环境下，它可以转化为其他糖类，包括苏糖。
苏糖属于所谓的苏糖核酸。这种更简单的核酸被讨论为一种可能在现今RNA之前存在的化学体系。此外，前生物实验室实验利用赤藓酮糖作为起始原料，通过反应生成可用于构建核酸的构件。
因此，这一发现并不能证明生命起源于地外。但它提供了一条可能的路径，表明重要的起始原料可能已经在太空中形成。
根据测量到的赤藓酮糖丰度，研究人员得出了一个范围广阔的估算。据此，在早期剧烈撞击阶段，可能有约50万至5000万吨这种糖抵达地球。这一巨大范围源于模型计算以及对陨石向早期地球输送有机物数量的假设。
“赤藓酮糖的发现非常令人兴奋，因为它开启了在太空中发现更多糖类的可能性，比如核糖——RNA的组成部分——以及其他对生命起源至关重要的分子，”合著者卡洛斯·布里奥内斯表示。未来的望远镜观测可以有目标地搜索这类分子。
简而言之：
研究人员首次在星际空间探测到真正的糖：银河系中心附近分子云中的赤藓酮糖。这种四碳糖可能是在冰冷的尘埃颗粒上由较小分子形成，且其丰度高于可比的小糖。这类糖可能在地球形成之前就已经存在于太空中，后来随陨石抵达早期地球。
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