地球生命的核心是承載遺傳信息的DNA與RNA,而編寫這套生命密碼的,則有5種固定的基礎(chǔ)字母:腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶,也就是生物學(xué)里的標(biāo)準(zhǔn)核堿基,少了任何一個,遺傳信息都無法完整傳遞,生命也就無從談起。
但這些生命的核心零件,到底是在地球自發(fā)形成,還是彗星或小行星從宇宙中帶來的?
這是生命起源領(lǐng)域爭論了數(shù)十年的核心問題。
2026年3月16日發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上的一項研究,給這個問題補上了關(guān)鍵的拼圖:隼鳥2號探測器帶回的龍宮小行星樣本中,科學(xué)家首次找全了生命所需的全部5種核堿基,并用嚴(yán)謹(jǐn)實驗證明,它們是小行星原生,而非地球污染。
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龍宮小行星樣本
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在此研究之前,科學(xué)家曾經(jīng)也在隕石中發(fā)現(xiàn)過核堿基的存在。
但過往研究的隕石,它們都是穿過大氣層墜落到地球,過程中會被空氣、土壤甚至微生物污染,科學(xué)家很難百分百確定,這些堿基到底來自外太空,還是地球環(huán)境的沾染。
但龍宮和貝努的樣本,則完全不同,它們是探測器直接登陸小行星,在無菌環(huán)境下采集、密封,全程未接觸地球環(huán)境,原封不動被帶回,是目前人類能獲取的最能代表太陽系早期狀態(tài)的純凈物質(zhì)。
此前在研究龍宮和貝努的樣本后,科學(xué)界一直有一個困惑,2025年的時候,科學(xué)家在貝努小行星樣本中,已經(jīng)找全了5種核堿基;但更早的龍宮樣本分析中,科學(xué)家只測出了尿嘧啶一種,剩下4種卻沒有發(fā)現(xiàn)。
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同為富含有機物的碳質(zhì)小行星,為何差距這么大?
是龍宮小行星真的沒有,還是之前的檢測精度不夠?
這次的研究科學(xué)家徹底解決了這個疑問。
他們選用了龍宮兩個不同著陸點的樣本,優(yōu)化了全套提取與檢測流程,先在常溫下用水提取可溶性有機物,再用鹽酸高溫水解,把結(jié)合在礦物晶格中的成分也釋放出來,相當(dāng)于把樣本里的有機物挖干榨凈;再用兩種超高精度質(zhì)譜技術(shù)交叉驗證,連萬億分之一克級的微量成分都能精準(zhǔn)識別,同時徹底排除污染干擾。
龍宮小行星
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最后他們在兩個樣本中都清晰檢測到了,全部5種標(biāo)準(zhǔn)核堿基。
不僅如此,團隊還找到了次黃嘌呤、黃嘌呤這些生物合成核苷酸的關(guān)鍵中間產(chǎn)物,以及6-甲基尿嘧啶這種生物體內(nèi)極其罕見的結(jié)構(gòu)異構(gòu)體,這些物質(zhì)恰恰是核堿基非生物來源的關(guān)鍵證據(jù)。
更有價值的是,團隊把龍宮的檢測結(jié)果與貝努、默奇森隕石、奧爾蓋隕石的數(shù)據(jù)做了系統(tǒng)對比,發(fā)現(xiàn)了一個極強的規(guī)律。
5種核堿基分為兩類:嘌呤(腺嘌呤、鳥嘌呤)和嘧啶(胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶),龍宮樣本中,兩類含量幾乎1:1,十分均衡,而默奇森隕石里,嘌呤含量是嘧啶的3倍多,貝努和奧爾蓋隕石,則是嘧啶占絕對優(yōu)勢,奧爾蓋的嘌呤含量僅為嘧啶的十分之一。
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為何會有如此大的差異?
團隊發(fā)現(xiàn),嘌呤與嘧啶的比例和樣本中的氨含量高度相關(guān),氨越多,嘧啶占比就越高。
這說明,這些核堿基并非隨機合成,它們很可能遵循著同一條形成路徑,最終的成分比例完全由小行星母體內(nèi)部的化學(xué)環(huán)境決定,比如氨的豐度、水蝕改造的程度。
對于所檢測到的堿基不是地球污染,研究團隊也有兩個無法辯駁的鐵證,第一,這些堿基的分布完全不符合生物體內(nèi)的查哥夫法則;第二,樣本中可溶性有機物的碳、氮同位素,比地球生物的同位素范圍重得多,是公認(rèn)的地外有機物質(zhì)特征,從根源上杜絕了地球環(huán)境沾染的可能性。
探測器采樣
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這項發(fā)現(xiàn),也給流行數(shù)十年的RNA世界假說帶來了新視角。
該假說認(rèn)為,生命最早以RNA為核心起源,因為尿嘧啶(RNA的專屬堿基)比胸腺嘧啶(DNA的專屬堿基)更容易在生命起源前的環(huán)境中形成。
但這次的結(jié)果顯示,龍宮小行星中胸腺嘧啶和尿嘧啶都能穩(wěn)定合成,含量相差不大。
這意味著,早期地球被小行星頻繁轟炸時,不僅送來了RNA的構(gòu)成零件,就連DNA的全套模塊也一并送達,從而給生命的誕生提供了全套原始材料。
如今,我們已經(jīng)在兩顆原生小行星的樣本中都找到了,全套生命遺傳密碼。
這足以表明,這些生命的基礎(chǔ)構(gòu)件,在太陽系誕生之初,就已經(jīng)廣泛分布在碳質(zhì)小行星中。
它們隨著小行星撞擊落到早期地球,給生命起源提供了最核心的種子。
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