在新發表在《科學報告》期刊上的一項新研究表明,海洋中的小行星撞擊地點可能在解釋生命必備分子的形成方面,具有至關重要的聯系。研究人員發現瞭氨基酸的出現,這些氨基酸是蛋白質的基石,證明瞭隕石在將生命分子帶到地球上,甚至可能帶到瞭火星,但火星不爭氣,火星地核死亡,地磁消失,大氣消失,海洋蒸發的一系列不爭氣行為,導致不能像地球一樣,生命繁榮,甚至還有智能生命的我們人類。

對於生命構建分子的起源有兩種解釋:外星傳遞,例如通過隕石,和內源形成。隕石中氨基酸和其他生物分子的存在表明是前者。來自東北大學、國傢材料科學研究所(NIMS)、高壓科學技術高級研究中心(HPSTAR)和大阪大學的研究人員,模擬瞭隕石墜入海洋時的反應。為此,使用單級推進劑槍在實驗室撞擊設施中研究瞭二氧化碳、氮、水和鐵之間的反應,研究模擬揭示瞭甘氨酸和丙氨酸等氨基酸的形成。

這些氨基酸是蛋白質的直接成分,催化許多生物反應。研究小組使用二氧化碳和氮氣作為碳和氮源,因為這些氣體被認為是存在於40億多年前哈甸地球大氣中的兩個主要成分。東北大學通訊作者古川義弘解釋說將甲烷、氨等還原化合物制成有機分子並不困難,但它們在當時被視為大氣中的次要成分。從二氧化碳和分子氮中發現氨基酸的發現,證明瞭利用這些無處不在化合物制造生命基石的重要性。

火星上曾經存在海洋也提出瞭有趣的探索途徑,當海洋存在時,二氧化碳和氮氣很可能是火星大氣的主要組成氣體。因此,撞擊誘導的氨基酸形成也可能提供瞭古代火星上生命成分的來源。進一步研究將揭示更多關於隕石在將更復雜的生物分子帶到地球和火星上所起的作用。生物分子的非生物合成是生命化學起源的重要步驟,許多嘗試已經成功地從還原的化合物中合成生物分子,包括氨基酸和堿基(例如,通過火花放電、沖擊沖擊和水熱加熱)。

這些化合物在海德島地球和諾瓦契火星上的可用性可能受到限制。另一方面,CO2和N2(即海甸時期地球上最豐富的碳源和氮源)的氨基酸和堿基形成受到瞭火花放電的限制。研究展示瞭通過實驗室沖擊誘導的簡單無機混合物:Fe,Ni,Mg2SiO4,H2O,CO2和N2之間的碰撞誘導反應,通過耦合CO2,N2和H2O的還原和金屬Fe和Ni的氧化來合成氨基酸。這些化學過程模擬瞭含鐵隕石/小行星在CO2和N2大氣中撞擊海洋時可能發生的反應。

研究結果表明,超高速撞擊是地獄般時期地球上氨基酸的來源之一,也可能是早期火星氨基酸的來源之一。在這樣的事件中形成氨基酸在下一步的化學進化中可能更容易聚合,因為撞擊事件在撞擊地點局部形成氨基酸。

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博科園|研究/來自:東北大學

研究發表期刊《科學報告》

DOI: 10.1038/s41598-020-66112-8

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