隕石中首次發現蛋白質,會顛覆關於生命起源的認知嗎?
2020-11-26 騰訊網2月22日，哈佛大學的科學家，物理和生物技術公司PLEX Corporation和Bruker Scientific合作，在1990年墜落於阿爾及利亞的一塊名為Acfer 086的隕石碎片中發現了一種蛋白質，這是人類第一次發現非地球起源的蛋白質，這意味著什麼呢？
血鋰蛋白
首先來了解一個這個蛋白質的情況吧，此蛋白被命名為Hemolithin，如果你用谷歌自帶的翻譯會將其譯為「血石素」，還是挺有意思的；Hemo這個詞頭源自希臘語中的αἷμα，意為「血」，而Hemo作為單獨的單詞就是「血紅素」的意思，是我們血液中血紅蛋白最重要的組成之一，與之相關的分子都會帶上這個詞頭，比如血紅蛋白英文就寫作Hemoglobin。
那麼這個在隕石中發現的蛋白質與血有什麼關係呢？其實只是一個有趣的聯想而已，因為此蛋白質與鐵離子和鋰離子絡合在一起，而血紅蛋白無論是運輸氧的能力還是鮮紅的顏色都與鐵離子密不可分，如果同時提到「鐵」與「蛋白質」，第一個想到的必然是血紅蛋白，因而該團隊就用Hemo作為此蛋白名的前半部分。
同樣，鋰離子也並沒有被忽視，此蛋白名的後半部分lithin源自金屬鋰的名字Lithium ，其中ium是元素名的通用詞尾，lithin大概可以理解為「XX鋰」的詞根，所以在本文中我就將其稱為「血鋰蛋白」吧。
太陽系最初的土特產
好的，那麼現在我們想知道的是，從宇宙中發現了蛋白質意味著什麼呢？是《異形前傳·普羅米修斯》中的「生命源自宇宙」說的力證嗎？
首先我們要知道，在宇宙中發現有機物並不稀罕，很多彗星中都含有大量的冰與甲烷，而在之前對於隕石碎片的研究中，科學家已經發現了胺基酸、糖和部分胺基酸的前體，積木已經發現了不少，但是組合起來的還是第一次見。
上面是血鋰蛋白的結構圖，白色球體是氫，灰色是碳，藍色是氮，紅色是氧，綠色是鐵，橙色是鋰。可以看到它的結構似乎很單調。是的，因為除了頭和尾，中間的全部都是甘氨酸，就是一根由雙鏈甘氨酸組成的簡單蛋白質。
可能有的童鞋會質疑，血鋰蛋白是在地球上被發現的，有沒有可能是在落到地球上後粘上了地球生物的DNA呢？
不太可能，第一是這種結構的蛋白質是第一次在地球上被發現，第二血鋰蛋白質中的部分氫原子是同位素氘，而氘在分子中的比例與地球不同，倒是與奧爾特雲非常接近。
奧爾特雲是啥？是距離太陽50000～100000倍日地距離，太陽系形成之初留下的邊腳料，由氣體、塵埃與冰塊組成，彗星正是從奧爾特雲誕生並闖入太陽系內部的客人。也就是說，組成Acfer 086的元素在46億年前，大約太陽系行星成形的時候就已經被甩到了極遠極寒的太陽系邊際，在引力的混沌作用下穿越漫長的時光最終飛抵了地球。
外星人的種子還是宇宙的種子？
好的，現在讓我們來分析一下血鋰蛋白的發現對我們認識生命起源有什麼幫助吧。
血鋰蛋白有可能是外星人向宇宙撒播的生命種子嗎？基本不可能，因為血鋰蛋白結構本身已經揭示了其起源——它應該是完全誕生在太陽系中的蛋白質。血鋰蛋白的末端有含鐵基團，而此基團有一個神奇的功能，可以將陽光中的能量轉移到水分子中「電解」水。
而被分解後的水會產生擁有強還原性的自由氫原子與強氧化性的自由氧原子，它們可以與隕石中的甲烷、氨等簡單有機分子發生化學反應，生成豐富的有機物，其中就很可能含有甘氨酸，事實上甘氨酸可能是我們在來自宇宙的材料中發現得最多的胺基酸了，2009年NASA第一次在隕石中發現的胺基酸就是甘氨酸。
現在研究人員尚不清楚即便富集了大量甘氨酸，它們又是如何組合成鏈的，但是我相信答案就在這塊隕石中，在有豐富有機反應的物體中，即便合成出了核糖也毫不意外。
那地球上的生命有可能來自太空中的胺基酸嗎？最初生命的材料有可能是誕生於宇宙之中並隨著隕石來到地球上的嗎？我們或許是某顆星星的孩子？
這種假說來自於英國天文學家弗雷德·霍伊爾，叫Panspermia，但是它有一個致命缺陷——生命的形成並不是簡單的幾個胺基酸隨機組合就可以，需要相當長的時間接受分子級的選擇壓力。也就是能利用能量保留甚至是增殖的分子會越來越多，當湊齊足夠種類的有機分子並打通其中的聯繫才能誕生生命。而彗星或隕石能保持優勢的時間都太短了，它們在墜入地球後有機分子濃度都會在風吹雨打下迅速降低，不足以形成生命。
外星的可能也用DNA
那麼在宇宙中發現蛋白質到底有什麼意義呢？其實這暗示了一種普適性——外星生命的構成可能與我們驚人的相似。
當我們對宇宙有機分子還一無所知時，往往會驚嘆蛋白質神奇與複雜，並猜想外星生命可能有著與自己完全不同的構成模式，比如矽基生命、氨基生命、硫基生命甚至是砷基生命。在劉慈欣的小說中就出現過無機生命主導的文明——邊緣世界。
但是隨著人類對太空的深入研究，我們發現了一些無趣但是有價值的信息：
其一就是太陽系的元素組成與比例極其普通，這意味著我們並不獨一無二，也意味著在至少在銀河系中與太陽系類似的恆星體系一定非常豐富。
其二就是這些從隕石中發現的有機分子，它們的存在證明了有機分子與有機物是如此的常見且易生成，這意味著如果有一個與太陽系組成元素類似的恆星體系誕生了生命，那麼這些生命極有可能也是以蛋白質作為生命運轉的核心元件，甚至它們的遺傳物質也有可能是DNA！
生命是一種自發的熵流現象，原材料的豐富度在很大程度上決定了生命會依託哪種形式誕生，而碳基從目前看來無論是其豐富度還是複雜度，都是首屈一指的，甚至連黑暗寒冷的太陽系邊界都可能自發地誕生蛋白質，在環境複雜的星球表面這種可能性一下子就被放大了n倍。我們最終可能會從數學中得出結論——如果宇宙的其它角落有生命誕生，那幾乎可以肯定是碳基生命。
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