地球生命源自小行星？“貝努”樣本中發(fā)現(xiàn)生命所需全部關(guān)鍵成分

IT之家 12 月 3 日消息，據(jù)最新研究，構(gòu)成我們所知生命起源的所有基本成分如今已在小行星“貝努”的樣本中被全部找到。這一發(fā)現(xiàn)表明，小行星可能曾將生命形成所需的全部先決條件輸送到地球，甚至可能輸送到太陽系其他地方。

2020 年，美國國家航空航天局（NASA）的 OSIRIS-REx 任務(wù)從小行星“貝努”采集了樣本。這顆小行星當時位于火星與木星之間，距太陽數(shù)億公里。該任務(wù)于 2023 年將樣本成功送回地球。此后，所采集的 121 克樣本中的一小部分已被分發(fā)至全球多個實驗室進行分析，以便各領(lǐng)域?qū)＜曳謩e檢測不同類型的生物化合物。

據(jù)IT之家了解，早期研究已確認樣本中存在水、碳以及多種有機分子。隨后，科學(xué)家又檢測到氨基酸、甲醛、構(gòu)成 RNA 和 DNA 的全部五種堿基，以及磷酸鹽。然而，這些成分尚不足以組裝出攜帶遺傳信息的分子，因為 RNA 和 DNA 結(jié)構(gòu)中的“橫檔”還缺少一種關(guān)鍵組分：糖類。RNA 中的糖是核糖，而 DNA 中則是脫氧核糖。在對“貝努”樣本的初期分析中，這種糖類尚未被發(fā)現(xiàn)。

如今，日本東北大學(xué)的 Yoshihiro Furukawa 及其同事將一小部分樣本研磨后與酸和水混合，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對混合物中的成分進行分離和鑒定。

結(jié)果顯示，他們首次在地外物質(zhì)中明確檢測到核糖，同時還發(fā)現(xiàn)了其他多種糖類，包括來蘇糖（lyxose）、木糖（xylose）、阿拉伯糖（arabinose）、葡萄糖（glucose）和半乳糖，但未發(fā)現(xiàn)脫氧核糖。

“這是在地外物質(zhì)中首次發(fā)現(xiàn)糖類，”Furukawa 表示，并補充道：“幾乎所有生命在其新陳代謝過程中都依賴葡萄糖。”

倫敦自然歷史博物館的薩拉?拉塞爾（Sara Russell）雖未參與該研究團隊，但也從事“貝努”樣本分析工作。她評價道：“OSIRIS-REx 任務(wù)取得了如此卓越的成果。此前唯一缺失的關(guān)鍵成分就是糖類，如今這一成分已被確認存在。這意味著，構(gòu)成 RNA 的所有原料現(xiàn)在都已在原始小行星中被證實存在?！?/p>

Furukawa 及其同事推測，這些糖類可能源自“貝努”母體小行星內(nèi)部含甲醛的鹵水（brines）環(huán)境?？茖W(xué)家認為，“貝努”的母體曾含有更多液態(tài)水，并發(fā)生過更豐富的化學(xué)反應(yīng)。

拉塞爾指出：“今年早些時候，我們在返回樣本中發(fā)現(xiàn)了鹽類，并據(jù)此推測‘貝努’的母體上可能存在咸水池。這類環(huán)境正是合成我們在‘貝努’中所見復(fù)雜有機物的理想場所。”

她還表示，土星衛(wèi)星恩克拉多斯（Enceladus）和矮行星谷神星（Ceres）上也存在鹵水的證據(jù)，這表明生命所需的成分在太陽系中可能相當普遍。

據(jù)IT之家了解，F(xiàn)urukawa 此前曾在地球上發(fā)現(xiàn)的隕石中檢測到核糖及其他糖類，但他坦言，始終存在一種擔憂：這些化合物可能是在隕石墜落后因地球環(huán)境污染而混入的?！岸舜卧凇惻瘶颖局械陌l(fā)現(xiàn)，確鑿無疑地證明了這些結(jié)果的真實性，”他說。

這項新研究有力支持了小行星確實可能將生命形成所需的全部成分輸送到地球或其他太陽系天體（如火星）的觀點。同時，由于在樣本中發(fā)現(xiàn)了核糖卻未發(fā)現(xiàn)脫氧核糖，該成果也為“RNA 世界假說”提供了重要佐證。“RNA 世界假說”認為，在細胞出現(xiàn)或以 DNA 為基礎(chǔ)的生命形式演化之前，地球上最早的生命形式是由能夠儲存遺傳信息并自我復(fù)制的 RNA 分子構(gòu)成的。