要吃到树莓里的这种糖，地球可能得先挨顿揍？

最近科学界传来喜讯：在距离地球约2.7万光年的银河系深处，发现了一种名叫“赤藓酮糖”的糖……听起来很耳熟？那你八成是把它跟无糖饮料里的“赤藓糖醇”记混了。

记错了的朋友，喝瓶有糖饮料惩罚自己一下

当然它俩并非毫不相干，虽然人体很少利用赤藓糖醇，但它能被微生物氧化为赤藓酮糖，是工业生产赤藓酮糖的重要原料。

赤藓酮糖（C4H8O4），图中为碳原子（灰色）、氧原子（红色）和氢原子（白色），化妆品中经常用到。图源：Jiménez-Serra, I. et al. | Nature Astron.

在自然界，赤藓酮糖也不算稀罕物。咱平时吃的树莓等红色浆果，以及苹果、梨、葡萄等水果和蜂蜜里都有它……这么一联系，有没有感觉宇宙都变得“能好怎”了起来？

赤藓酮糖的甜度远逊于果糖、葡萄糖、蔗糖等，吃树莓的时候就别想着尝出来啦。图源：图虫创意

那我们是如何在几万光年之外找到糖的？这个发现又有啥特别之处呢？

宇宙中的糖，被望远镜“舔到”了？

我们是怎么知道宇宙中有糖的？难不成是派了位宇航员上去舔一舔？

等等，这不就是传说中的星空糖……

很遗憾，按现在人类的科技水平，咱们还无法让飞船前往银河系中心，更没法取回一勺可以品尝的太空糖。科学家们发现赤藓酮糖，靠的是它独一无二的“光谱指纹”。

分子在微观层面上处于旋转状态。由于结构差异，不同的分子具有不同的转动方式，当分子的旋转状态发生变化时，会吸收或释放特定频率的电磁波——这就像是分子的“身份证”。

过去科学家很难查看糖类的“身份证”，因为糖类普遍容易吸水，受热后又容易分解，难以读取准确的旋转光谱。

糖加热实验。糖类常温下不具备挥发性，无法直接进入气相色谱柱；高温加热则易焦化、分解或炭化。因此分析前，通常要将其转化为可挥发、耐热的衍生物。视频源：ThinkTac | YouTube

2021年，实验室研究人员利用超快激光汽化技术，让少量赤藓酮糖在分解前瞬间进入气相，测出了它的精确旋转光谱。获得“身份证”后，天文学家开始在射电望远镜的数据中寻找对应信号。

实验包含获取赤藓酮糖光谱，及在星际介质（ISM）中进行搜索。图源：Aran Insausti et al. | The Journal of Physical Chemistry Letters

研究团队使用西班牙耶韦斯天文台的40米射电望远镜，以及IRAM的30米射电望远镜，将镜头对准了G+0.693分子云区，这是位于银河系中心附近的一个巨大分子云，并对这片区域进行了高灵敏度、宽频段的光谱巡查。

西班牙耶韦斯天文台有两台世界级射电望远镜。图源：CMM

在观测数据中，科学家识别出了12组符合赤藓酮糖预测的谱线，共涉及17条分子跃迁。其中6组谱线相对清晰，它们的频率、强度、速度和线宽均与赤藓酮糖模型相符。

在G+0.693云中识别的12组赤藓酮糖谱线 图源：Izaskun Jiménez-Serra et. al | nature astronomy

按照论文采用的统计模型，这6组谱线全部由其他信号偶然对齐的概率约为0.2%，为赤藓酮糖的鉴定提供了有力支持。如此便能确信，科学家们真的用射电望远镜在宇宙中找到了糖。

树莓中的糖，来自“宇宙外卖”？

糖，是构成生命体不可或缺的核心物质。它们是生命活动的首要能量来源，作为结构骨架参与细胞构成。核糖和脱氧核糖，构成了遗传物质的骨架，是生物可以生生不息繁殖的关键。

有没有想起被化学课生物课支配的恐惧？图源：creative-biolabs

但在探讨生命起源时，科学家面临着一个难题：在模拟早期地球环境的实验中，糖类往往难以高效、稳定地形成——那生命所需的那“第一口糖”是从哪来的？

有人猜想，早期地球上的部分糖及其原料，并不完全是在地球上产生的，而是由小行星、彗星和陨石从太空“外送”来的。

地球：这配送费真是天价啊

赤藓酮糖当然不是在宇宙中被发现的唯一一种糖。

2000年，科学家曾在银河系中心附近首次发现乙醇醛，其常被称为“结构最简单的糖”，能与星际中的丙烯醛共同形成核糖，为RNA的存在提供基础。研究者认为，分子云中的赤藓酮糖，或许就是它与乙二醇生成的。

乙醇醛的分子结构（C2H4O2)，碳原子显示为灰色，氧原子为红色，氢原子为白色。图源：public

2019年，研究人员在默奇森陨石和NWA 801陨石中，检测到具有地外碳同位素特征的核糖等糖类。

默奇森陨石部分样品，其于1969年坠落地球，是目前被研究最多的陨石之一，其中还检测出多种氨基酸及核碱基。图源：Wikipedia

2025年，科学家又在“奥西里斯-REx”任务带回的小行星贝努样品中确认发现核糖、葡萄糖等多种糖。

在太空中拍摄的小行星贝努照片 图源：NASA

但这次赤藓酮糖的发现证明了：生命的化学前体其实不必等到小行星形成才出现。其在恒星和行星诞生前的星际分子云中，可能就早已经存在了。

由此，科学家设想出一条可能的物质传递链：

星际尘埃表面的冰层首先合成糖及其前体。这些物质进入孕育太阳系的原始分子云，随后被包裹进小行星、彗星和陨石，一部分分子在小天体内部继续发生反应。最后，小天体撞击早期地球，把这些有机物送到地表和海洋中。

经典假说中，地球在约45.5亿年前形成，此后天体撞击事件导致月球形成。图源：Lucy Reading-Ikkanda | Quanta Magazine

如果真的是这样，那么地球上可能曾经下过一场“糖雨”。

5000万吨糖，“甜蜜”地砸向地球？

一个经典假说认为，约41亿至39亿年前，地球刚刚形成不久时，出现过大量小行星和彗星猛烈撞击内太阳系类地行星的灾难性事件。天文界称之为“后期重轰炸期”。

“后期重轰炸期”的重要依据之一，是阿波罗登月任务带回的月球岩石样本，但现在这一假说已受到诸多新证据挑战。图源：Today In The Space World

赤藓酮糖的发现，为地球生命的起源带来了更多可能性。研究团队做出了一个大胆的估算：在“后期重轰炸期”，可能有大约50万至5000万吨的赤藓酮糖，随着小行星撞击被带到了地球。

地球：我的外卖一直在打我 图源：NASA

其中的一部分在“星际旅行”中被分解成更小的分子，另外一部分则随天体坠落，进入原始地球的海洋、湖泊等水体环境中，快速发生异构化反应，转化为苏糖。

苏糖能够作为苏糖核酸（TNA）的糖骨架，结构要比RNA或DNA更加简单。科学家们在实验中，证明了TNA也具有一定的储存和传递信息的能力。

图源：Saikat Bala

按照研究者的猜想，或许在RNA出现之前，早期地球上可能曾存在由TNA或其他简单聚合物参与的“前RNA世界”。而这场毁天灭地的“糖雨”，或许正是生命出现的关键因素。

当然，上述推测目前还缺少足够的证据。G+0.693分子云是否与早期太阳系具有相似丰度，赤藓酮糖形成是否需要特殊条件，“后期重轰炸期”是否真的存在等，现在都还存在争议。

今年2月，中国科学家基于嫦娥六号月球背面样品的研究，就为月球早期撞击呈单调递减提供了证据，不支持“晚期重轰击”假说。图源：新华社

但至少，人类在星际空间发现了赤藓酮糖，证明了在恒星和行星诞生之前，宇宙可能已经开始准备生命诞生所需的原料，或许人类距离回答“我们从哪来”这个终极哲学问题，又近了一步。

来源：博物

编辑：endlesscliff

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