研究:生命藍圖可能源於小行星
通過利用新的分析方法,科學家們剛剛在隕石的樣本中發現了尚未發現的DNA和RNA五個信息單元中的最後兩個。雖然DNA在隕石中形成的可能性不大,但這一發現表明,這些基因片斷是可以傳遞的並可能對早期地球上的指令分子的發展做出了貢獻。
這一發現則是由一個國際團隊和NASA的研究人員共同完成,它增加了小行星中的化學反應可以產生一些生命的構件的證據,而這些構件可能是通過隕石撞擊或可能是塵埃墜落而被運送到古代地球的。
所有的DNA和RNA–包含了構建和操作地球上每一個生物的指令–含有五種信息成分,它們被稱為核鹼基。直到現在,科學家在搜尋外星樣本時只發現了這五種成分中的三種。然而由日本北海道大學的Yasuhiro Oba副教授領導的科學家團隊最近進行的一項分析確定了科學家們之前一直未能找到的最後兩個核鹼基。
核鹼基屬於被稱為嘌呤和嘧啶的有機分子類別,其種類繁多。然而為什麼到目前為止還沒有在隕石中發現更多的類型仍舊是一個謎。
“我想知道為什麼嘌呤和嘧啶是例外的,它們不像其他類別的有機化合物如氨基酸和碳氫化合物那樣,它們在碳質隕石中沒有顯示出結構的多樣性,”這項研究的論文第一作者Oba說道,“由於嘌呤和嘧啶可以在地外環境中合成,正如我們自己的研究所證明的那樣,人們期望在隕石中發現這些有機分子的廣泛多樣性。”
來自位於馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的論文共同作者Danny Glavin表示:“我們現在有證據表明,今天在生命中使用的全套核鹼基可能在生命出現時就已經在地球上存在了。”
這對新發現的核鹼基–胞嘧啶和胸腺嘧啶在以前的分析中一直難以捉摸,可能是因為它們的結構比較微妙,這使得它們在科學家以前提取樣品時就可能已經降解。在早期的實驗中,科學家們創造了某種“隕石茶”,他們將隕石顆粒放入熱浴中並讓樣品上的分子提取到溶液中,然後分析外星濃湯的分子構成。
“我們研究這些水的提取物是因為它們含有好東西,古代的有機分子,而這可能是地球上生命起源的關鍵構件,”Glavin說道。
由於這兩種核鹼是非常微妙,所以研究小組最初對在樣品中看到它們持懷疑態度。但有兩個因素可能促成了這一新發現:首先,研究小組用冷水來提取這些化合物,而不是用熱的甲酸–甲酸的反應性非常強,可能會破壞以前的樣本中這些脆弱的分子;第二,採用的更敏感分析方法可以發現這些分子的數量較少。
來自NASA戈達德的論文作者之一Jason Dworkin指出:“這個小組已經管理了一種技術,它更像是冷飲而不是熱茶,並且還能提取出更多脆弱的化合物。我很驚訝,他們看到了胞嘧啶,而這是非常脆弱的。”
這一發現並沒有提供一個關於地球上的生命是否得到了來自太空的幫助或完全來自於地球新生期的前生物湯的線索。但除了在樣本中發現的其他分子之外,完成了構成今天生命的核鹼基的集合給那些試圖了解生命起源的科學家們提供了更多的化合物來在實驗室中展開實驗。
Dworkin表示:“這正在增加越來越多的碎片;現在已經發現隕石有糖和鹼。看到從太空中製造生物學的基本分子的進展是令人激動的。”
這項分析不僅為那些模擬地球上生命起源的人增加了工具包,它還為將來從小行星上提取信息的更有效的技術提供了概念證明,尤其是從明年通過NASA的OSIRIS-REx任務飛往地球的Bennu的樣本中。