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模拟生命起源:NASA科学家在玻璃瓶中构建了一套“原始海洋”

信息来源:huabo.biz  时间:2019-03-03  浏览次数:46

如果生命能够在地球最深处的海洋中茁壮成长, 那么在宇宙的其它地方,是否也有着同样的可能。近日,为了模拟生命的起源,美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的天体生物学家们,特地进行了一场“模拟海洋”的实验。虽然他们还在努力解决如何在实验室中重现深海状况的想法,但大约 40 亿年前的发现,已经证实了海底是形成生命的基石。

模拟生命起源:NASA科学家在玻璃瓶中构建了一套“原始海洋”

土卫二深处或拥有孕育生命的热液海洋(NASA JPL-Caltech)

因为阳光无法穿透数英里的海水,所以海床的状况基本黑暗、严寒。但是在热液喷口的周围(从地壳内部喷出热水和物质),却发现了大量能够在极端环境下生存的深海生物。

据悉,热液喷口提供了一个不需要阳光照射就能生存的地方。微生物能够从海底冒出的‘滚滚黑烟’中,享受各种化学物质组成的‘自助餐’。

未参与这项研究的新西兰 GNS Science 海洋微生物学家 Lucy Stewart 表示 ——从专业角度来看,热液喷口确实符合生命形成的最佳假设。

由 Laurie Barge 带领的 JPL 天体生物学家,也在思考同样的问题。为此,他们在标准的实验室烧杯中,重现了深海的各种条件。

该团队希望,实验能够有助于地球早期的生命是如何缓慢融合到一起的,于是研究人员们生产了自己的 Young-Earth-Ocean-A-Glass(玻璃瓶中的年轻地球海洋)。

这个模拟环境包含了水、矿物质、以及通常在热液喷口附近发现的氨和丙酮酸分子,它们被视为生命构成的必要前提条件。随后,他们将混合物加热至 158℉(70℃)、降低氧含量,为它们营造出了条件类似‘原始海洋’的实验室模型。

有关这项研究的,已经发表在 2 月 25 日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。其表明,实验室中的模拟热液喷口,确实可以形成生命积木的重要一环 —— 氨基酸。

在早期的地球‘水族馆’中,产生了一种值得留意的氨基酸 —— 丙氨酸 —— 该分子被认为在蛋白质的合成中至关重要。

实验室中模拟的原始海洋

从细菌到人体,蛋白质可以发挥令人眼花缭乱的各种功能。此外某些科学家认为,乳酸也可能是生命孕育的其中一环。

Barge 表示:我们已经证明了类似于早期地球的地质条件,所以在其它行星上,也可能在温度等条件适宜的海底,存在着形成氨基酸和α-羟基酸的简单反应。

需要指出的是,NASA 研究团队并未在实验室中创造出‘生命’本身,只是展示了深海热液喷口有孕育出最终生命形态的可能。Stewart 表示:

研究生命起源的科学家们,仍在研究简单的有机化合物和生命体之间的联系。但在了海底热液喷口的情况之后,我们或对 40 亿年前的生命起源,有了更深入的。

据悉,研究人员们将继续深入实验室中模拟的海洋生长环境,以寻找其它潜在的氨基酸和前体分子。

有了这方面的理论基础,我们或对土卫二等天体,提出更加有趣的设想。此前,已经有科学家在土卫二上发现了复杂的分子。作为土星的第六大卫星,土卫二是一颗覆盖着厚厚冰层的大理石。但是在冰冷的外表下,土卫二或也拥有类似的海底环境,比如热液喷口。

Barge 解释到:“理解生命起源所需的条件,可以帮助我们在宇宙中缩小搜寻潜在生命的范围。

原标题为《Redox and pH gradients drie amino acid synthesis in iron oxyhydroxide mineral systems》

[:NASA-JPL]

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