外星生命有譜?隕石發現古老有機分子,或證生命原材料來自外太空

2020-12-22 八兩科學

地球生命的起源是一個無解的謎團,雖然生命出現在地球的時間被科學家推算出是38億年前,但是至今仍無法確定地球上第一個生命體是怎麼「從無生有」?這裡面的關鍵到底是什麼?原本只存在非生物化學過程的地球又是如何在過去幾十億年裡孕育呼吸、會奔跑、會思考的生物體?有科學家懷疑其中的奧秘可能在隕石上。

最新發表於《自然通訊》的一項研究稱,來自日本和美國的科學家已經證實,隕石中存在一種關鍵的有機分子—六亞甲基四胺(HMT) ,該分子可能已被用於構建其他有機分子,包括一些生命所使用的有機分子。這一發現證實了地外環境中可形成有機化合物的理論。

研究至今,我們知道生命的生物化學過程取決於有機化合物,即含有碳和氫的分子,當中還可能包含氧、氮和其他元素。但有機分子也可以通過非生物過程生成,並不一定是生命存在的標誌。

日本北海道大學的大場康弘(Yasuhiro Oba)領導的研究小組和NASA的科學家合作,在澳洲默奇森 (Murchison) 、美國莫瑞湖 (Lake Murray) 與加拿大塔吉什湖 (Tagish Lake)的3塊來自不同年代的碳質球粒隕石上,首次發現它們都共同存在一種有機分子——六亞甲基四胺。

隕石中有機化合物的多樣性已得到充分證明,其中碳質球粒隕石更是科學家研究的重要對象,因為這類隕石中含有高百分比的水和有機化合物。而在實驗室的模型表明,水、氨和甲醇的混合物在經受地球外環境中常見的光化學和熱條件時會產生多種有機化合物,其中最常見的就是六亞甲基四胺。

團隊開發了一種從隕石中專門提取六亞甲基四胺的方法,其降解極小。這種方法使他們能夠從3塊隕石中分離出大量的六亞甲基四胺和六亞甲基四胺衍生物。檢測發現,隕石中的六亞甲基四胺是一個非常原始的分子,主要是在太陽系形成之前(約46億年前)在星際分子雲中形成的,不僅是隕石中有史以來最古老的有機分子,而且它也是生產各種有機化合物(如現有胺基酸和糖)必不可少的分子。

由此可推測,在太陽系形成早期,許多小行星可能由於碰撞或放射性元素的衰變而被加熱。如果部分小行星有足夠溫度並且含有液態水的話,六亞甲基四胺可能會分解,並提供構建生命的原材料,生成在隕石中發現的其他重要生物分子,包括可構成蛋白質的胺基酸。

無獨有偶的是,美、日國際團隊也在2001年在摩洛哥發現的NWA 801隕石、澳洲默奇森的2塊隕石上檢測到核糖、阿拉伯糖(arabinose)與木糖(xylose)的存在,這說明了地球生命的起源可能來自隕石撞擊。另外NASA的科學家在1998年落在德克薩斯州的隕石「Zag」、摩洛哥的隕石「Monahan」上發現了含有液態水和混合有機化合物(如碳氫化合物、胺基酸)。

從科學家對不同的隕石研究發現,生命的原始材料真的有可能起源於外太空。也意味著一些和生命相關的有機分子在太空中普遍存在,生命起源的條件並不如我們想像中那麼困難。雖然這不代表其他星球必然存在外星生命,但會讓更多人相信,我們人類在宇宙中應該不是孤獨的。

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