地球上的生命是如何开始的?

科学界最大的未解之谜之一就是地球上的生命是如何开始的。一种理论认为，原始的化学物质发展出了自我复制的能力，并最终进化到将自己包裹在气泡中——有效地变成了细胞。但是这些化学物质——科学家们认为是构成我们DNA的遗传字母或碱基的早期形式——最初是从哪里来的呢?

本周，研究人员通过激光重现了早期地球被成群结队的小行星和彗星残酷撞击的情况，这一阶段被称为“晚期重轰击”，从而对这个问题有了一些了解。正如科学作家马克·佩普罗向克里斯·史密斯解释的那样，他们已经证明，这些碰撞中的能量可能驱动了化学反应，产生了类似dna的分子。

来自捷克共和国的一组研究人员发现，数十亿年前小行星或彗星的撞击可能创造了生命所必需的一些关键分子。据我们所知，所有生物都将基因蓝图储存在DNA中。这些蓝图是由四种不同类型的分子组成的长序列编码的，这些分子被称为碱基，它们散布在DNA的主干上。现在有一种相关的化学物质叫做RNA，许多科学家认为它是第一个编码遗传信息的分子，它也使用4个碱基。它们分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。但最大的问题是，当生命大约40亿年前出现在地球上时，它们从哪里得到这些基地?

克里斯-那么，目前关于这些分子最初可能从何而来的理论是什么?

马克:嗯，人们研究了35亿到40亿年前生命出现的时间，他们注意到大约在同一时间，地球正受到彗星和小行星的猛烈撞击。有人认为，这些太空岩石可能提供了生命所需的一些分子。这些捷克研究人员现在已经证明，彗星或小行星着陆时的撞击可能会从地球上已经存在的成分中合成出四种关键的碱基。

克里斯-这是因为当撞击器进入并撞击到表面时，它创造了一大堆条件正好适合制造这些分子所需的化学反应吗?

马克:没错。你说的是数千度的温度，高压，以及一些紫外线和x射线辐射。捷克研究人员用高功率激光模拟了这一过程，对一种被认为在早期地球上广泛存在的简单分子甲酰胺样本进行了爆炸。所以，你在这些条件下撞击它，它会撕裂甲酰胺，以高活性的形式产生氨和氰化物，叫做自由基。然后它们与甲酰胺进一步反应生成RNA中的4个碱基这就是他们从激光炉中制造的混合物中挑选出来的。

克里斯:甲酰胺最初是从哪里来的，它到底是什么?

马克:甲酰胺是一种非常简单的分子，它含有碳、氢、氧、氮——几乎所有生命分子中都存在的这四种关键元素。当你燃烧更小的东西，比如氰化物和水时，你会得到这样的结果。

在整个太空中，因为地球显然是由太空中的尘埃和气体形成的。那里肯定已经有一些了。

马克:是的，你可以想象一下，如果你有氢原子，氧原子，氮原子，碳原子，这些东西在地球形成的过程中被混杂在一起。这将创造出当时环绕地球的简单有机分子。

克里斯-你认为激光真的可以重现一个很大的物体撞击地球时发生的事情吗?

马克:所以，通过所有这些实验，我们永远无法真正知道它们对早期地球状况的反映有多准确。总会有一些猜测，但它们至少可以为我们提供线索，让我们了解生命的化学起源最合理的解释是什么。通过这个激光实验，由于它们产生的温度和压力，它肯定会-我的意思是，我们知道这样的温度和压力是在撞击期间产生的，在大约40亿年前的这一时期的晚期猛烈轰击期间。所以，我们知道这些条件在地球早期是存在的。这就是为什么这是一个合理的建议。