彗星可能在地球上播下了生命的种子

生命的成分从何而来?一项新的研究表明,深空糖可能是关键……
2015年1月20日

采访

海伦·弗雷泽博士,开放大学

地球上的生命依赖于一系列复杂的化学物质,包括糖彗星用于遗传物质,如DNA及其相关RNA。但这些分子最初是如何到达这里的一直是个谜。现在,法国科学家的一项全新研究表明,如果冰粒中含有的化学物质被附近新形成的恒星的紫外线照射,就可以启动更复杂的生命必需分子的创造,比如糖。海伦·弗雷泽是开放大学的空间科学家和天体化学家,她和克里斯·史密斯谈论了这项研究。

天体化学是研究分子在太空中的来源,以及它们在恒星和行星形成过程中是如何形成的。我们所看到的恒星形成的副产品是大量分子的形成。一氧化碳、二氧化碳、水、甲醇、乙醇——它们在恒星形成区非常非常常见。恒星形成区的有趣之处在于它们非常冷,大约零下263摄氏度,非常冷。所以,发生的事情是这些分子不在气体中,但它们实际上被冻结了,形成了我们所说的天文学上的冰。

克里斯:那么这个理论会不会是,这些东西在太空中形成,以冰的形式四处漂流,然后以某种方式降落在一个新生的星球上,比如早期的地球,在那里它们可以带来原材料,使复杂的过程,比如生命过程开始?

海伦:有点像,是的。基本上发生的事情是,当恒星真正形成时,它周围有一团巨大的气体和尘埃。在气体和尘埃云中,这些冰,这些分子经历了很多过程。它们受到新恒星发出的星光的影响也就是紫外线。它们也会受到热的影响。有趣的是,所有这些尘埃和冰,最终也是形成小行星,彗星,小行星,最终形成行星本身的物质。所以,无论这些小颗粒中产生了什么化学物质,这些化学物质也为我们提供了可以运送到行星上的原始成分。

克里斯:这篇新论文对这一过程有何启示?

海伦:嗯,这些人实际上想做的是他们想在实验室里重现恒星形成区域的化学反应过程。他们试图重现恒星形成区域的低压和低温条件,然后他们建立了一个星际冰的模型,这种固体物质由碳、氢、氧和氮组成。然后他们要做的就是用光照射它。这种光本质上是一种紫外光,模拟了星光的作用。当它碰到冰时,它基本上会激发许多不同的化学反应。然后你把冰加热,就像恒星被加热一样,冰似乎消失了。但实验中留下的东西实际上是我们在田野里称之为技术的“黄色粘稠物”。所以,我们从12或14年前的研究中知道,在黄色粘稠物中,有一些氨基酸。这篇论文所展示的是,在黄色的粘稠物中,也有糖型分子和糖。它们也具有生物学意义。

什么是糖,为什么它们很重要?

海伦:这里的糖实际上是乙醇醛和甘油醛。这两种糖对RNA的合成都很重要。

克里斯-这是一种遗传物质,不是吗?

海伦:是的,它比DNA更重要。所以,关于前生命进化的一个关键命题是,首先,我们有一个被我们称为RNA的世界,它由这种物质主导,然后我们进入了我们现在期望看到的DNA类型的世界。所以,如果你愿意,糖甚至比它更早一步。它们需要在生物学中进行下一个合成步骤。

克里斯-当他们分析材料的时候,他们能有理由相信他们认为分析员所说的就是真实的吗?换句话说,当你对黄色粘稠物进行化学测试时它说那里有这些糖,有没有可能你在做实验的过程中改变了化学物质来测试它们?

海伦:嗯,这是一个非常好的问题,实际上,这也是为什么围绕这个和这样的实验有一些争议的部分原因。所以,他们所做的就是把黄色的粘稠物溶解在一些液体中。这有点像把糖溶解在一杯茶里,但不是用热水,而是用酸性物质。它有时会导致不同种类的化学反应。从这篇论文中很难知道这对化学反应有多大的影响。所以,我认为时间会证明这一点。这将是一个有趣的争论,对于社区来说,这些非常复杂的糖是否真的绝对存在,或者只是分析步骤的产物。

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