構成所有生物分子的關鍵元素，生命的主要磷基分子到底來自哪裡？

2020-10-18 博科園

地球上第一批生物是如何摻入關鍵磷元素的？這一直是研究人員的困境，但現在，夏威夷大學Mānoa物理化學家認為，流星訪客可能是關鍵環節。磷是構成所有生物體的分子關鍵元素，並幫助形成DNA分子骨架、細胞膜(磷脂)，甚至骨骼和牙齒。然而，地球上的大多數磷都被束縛在一種不容易釋放或接近的狀態中，現代生物已經進化到能夠從水中提取有限的磷。

夏威夷大學Mānoa物理化學家與其他科學家合作研究表明，烷基膦酸是唯一已知含磷有機化合物的外星來源，並在Murchison隕石上運送到地球，可能是可溶性的早期來源，有機磷可用於地球上的第一批生命。使用先進的基於雷射探測技術，在夏威夷大學的W.M.凱克天體化學實驗室，可以識別新形成的分子。發現烷基膦酸可以在冰冷的外太空冰中產生，這些冰最終會被併入太空碎片中，比如墜落或撞擊地球的隕石和彗星。

外星冰和太空碎片

烷基膦酸這條路線成為地球上第一批生命存在的途徑。這是一項重要的發現，因為它將磷元素的生命起源與數十億年前的太空冰聯繫了起來。也為理解生命起源提供了一個重要組成部分。前夏威夷大學Mānoa研究生Andrew M. Turner和Matthew Abplanalp以及博士後研究員Alexandre Bergantini，Robert Frigge和Cheng Zhu以及UHMānoa化學教授Ralf I. Kaiser等的研究發表在了《科學進展》上。

研究烷基膦酸是如何在深太空的冰凍環境中形成，研究人員利用磷化氫、水和甲烷(都是在深太空中探測到的分子)創建了外太空冰模型，並將冰置於複製低溫分子雲中的溫度和能量暴露條件下。很久以前，隕石和其他太空物質，如彗星撞擊，會把這些烷基膦酸帶到地球上，使它們在原始地球上生命出現時可用。也許這些化合物是向更複雜生物相關分子邁出的中間一步，這些分子是在沒有生命的情況下產生。

目前的實驗極大地促進了我們對迄今為止，在隕石中檢測到唯一有機磷分子是如何在深太空中形成的認識，從而限制了在低溫外太空冰中合成烷基膦酸的分子複雜性。目前研究中烷基膦酸的鑑定表明，與生命起源有關含磷更複雜的生物分子可能在星際冰中形成。

博科園｜研究/來自：夏威夷大學馬諾阿分校

參考期刊《科學進展》

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