生命起源的难题解决了?

来源 :飞碟探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lebaishi310
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  地球生命的起源是一组悖论。为使生命得以开始,就必须有遗传分子——类似DNA或RNA的物质——能够按照蓝图来制造蛋白质,也就是生命的主力分子。但是现代细胞无法在没有蛋白质的帮助下自己复制DNA与RNA。更让人头疼的是,没有哪个分子能够在没有脂肪脂类的情况下独自完成任务,脂肪脂类能够提供细胞膜来保存细胞内的物质。在另一个“鸡与蛋”的复杂谜题中,以蛋白质为基础的酶(通过遗传分子编码)是合成脂类的必要物质。
  现在研究人员声称他们可能已经解决了这些悖论。化学家报告了早期地球上富含的一对简单化合物,它们能够产生简单反应的网络,生成三类主要的生物分子核酸、氨基酸和脂类。这也是早期生命形成必需的物质。虽然这项新研究不能证明生命是如何开始的,但最终可能有助于解释现代科学中最深奥的谜团之一。
  “这是一篇非常重要的论文。”杰克·绍斯塔克说道,“它首次提出了几乎所有的生命基本构建模块都能被集合到同一个地质环境中的场景。”他是波士顿马萨诸塞州总医院的分子生物学家和生命起源研究者,并未参与目前的研究。
  长期以来,科学家各自鼓吹自己最爱的生物分子最初形成的场景。例如“RNA世界”的支持者认为,RNA可能是分子形成的先锋,它不仅能携带遗传信息,还可以作为类似蛋白质的化学催化剂加速某些反应。而“代谢第一”支持者认为,是简单的金属催化剂而非高级的蛋白质酶创造了有机构建模块的“汤”,使其他生物分子得以形成。“RNA世界”假说在2009年取得了很大进展。由英国剑桥大学约翰·萨瑟兰领导的化学家团队报告说,他们发现相对简单的前体化合物乙炔和甲醛可以经过一系列反应,生成RNA4个核苷酸构建模块中的两个。这显示出了一条在不需要酶的情况下,RNA如何在
  “原始汤”中自主形成的合理路径。然而批评者指出,乙炔和甲醛仍然是有些复杂的分子,这仍会引出它们到底从何而来的问题。
  在当前的研究中,萨瑟兰和他的同事着手反向研究这些化学物质,试图找到一条用更简单的原料形成RNA的路径。他们成功了。在2015年的《自然化学》杂志中,萨瑟兰的团队报告称可以只用氰化氢(HCN)、硫化氢(H2S)和紫外线UV)光形成核酸前体。萨瑟兰说,更重要的是产生核酸前体的条件也可以生成制造天然氨基酸和脂类的原料。这意味着这一系列反应可以同时产生大部分的生命构建模块。
  萨瑟兰的团队认为,早期地球的环境对那些反应十分有利。在地球历史最初的几亿年中,富含氰化氢的彗星像雨点一样不断下落,撞击产生的能量也足够将氢、碳和氮合成氰化氢。萨瑟兰说,硫化氢同样被认为在早期地球上十分普遍,也包括能够推动反应进行的紫外线辐射,以及起到催化作用的金属矿物质。
  即便如此,萨瑟兰还是警告说,这些反应本可以使生命构建模块中的每一部分都各不相同——例如需要不同的金属催化剂——但它们极有可能并不会都在同一地点发生。他说,化学和能量的细微变化更有可能在不同的地方优先形成某些生命构建模块,例如氨基酸或脂类。“雨水会将这些化合物冲到一片公共池塘里。”戴夫·迪莫说,他是加州大学圣克鲁兹分校的生命起源研究者,并未参与此项研究。
  生命之火会在这片池塘里点燃吗?这个细节几乎肯定已经淹没在历史长河中了。但这一想法及其背后的“合理的化学反应”值得我们用心思考。“这个综合场景提出了许多问题,”绍斯塔克说,“我确信未来还得讨论一段时间。”
其他文献
在大约40年前的一天,射电天文学家杰里·艾曼(Jerry Ehman)正在对天空的一部分进行扫描,希望能够探测到来  自外星文明的信号。就在那一瞬间,艾曼突然注意到了某种信号。这个信号短促得令人难以置信,在无线电波的海洋中,只是一朵小小的浪花,但它又是如此鲜明突出——似乎是某种转瞬即逝的广播。在打印出来的信号纸上,艾曼用红笔将这个信号圈了出来,并且写下一个词:“WOW!”(哇哦!)  这个信号现在
期刊
地外文明搜寻(译者注:地外文明搜寻,即Search for Extraterrestrial Intelligence,英文简写为:SETI)是一个新的科学领域,截至目前已经有大约60年的历史了。在这60年的历史中,虽然地外文明搜寻的工具和策略已经取得了巨大的进步,但至今我们仍没能找到外星智慧生命存在的确凿证据。  TechCrunch网站(译者注:TechCrunch是全球著名的科技博客网站)对
期刊
我们对外星生命的了解真令人感到震惊:它们建造了以技术为驱动力的文明以及驰骋于星系间的宇宙飞船,创建了围绕它们所定居星球的能量获取系统,从星际向我们发出了无数问候。我们不能肯定未来某一天当它们收到我们的广播后,是否也会激动无比地期盼我们下一次令人惊喜的开播——但现在看来这个赌注胜算很大。  这一切我们是如何得知的呢?这不是通过科学发现常用的观察法,而是我们知道这样说合情合理。因为我们在电影  里看到
期刊
如果你身边恰巧有一位天文爱好者,也许你会时常看到他(她)好似蚂蚁搬家一样拖着沉重的旅行箱上山下乡,去野外观星,这时你或许会以为他们是特地去观看什么壮观的天象。事实上,我们头顶的星空是很静谧的,除了偶尔飞逝的流星,并没有什么特别刺激眼球的东西。而他们之所以选择在那一天出行,无非是三个因素刚好凑在了一起:晴天、无月、周末休息。这种日子对普通人来说也许只是一个晒被子的好时机,而对天文爱好者却意味着一场期
期刊
它们有着大大的眼睛和单薄的身材。它们就是面目狰狞的小绿人,每个影迷心目中的外星人形象,一群来自另外一  个遥远世界的、神秘莫测的居民。在无数的电影和电视节目中,它们都扮演过配角,这些秃顶的小矮人已经成了这些电影和电视节目中标志性的角色。  但是,迄今我们也没有见过一个真正的外星人。实际上,我们甚至从来也没搞清楚真正的外星人是否存在。  最近,天文学家已经在银河系中与我们邻近的区域内发现几千颗行星。
期刊
在“奥兹玛”计划之后,德雷克组织了一场会议,邀请一组科学家来商讨通过观测来寻找地外智慧生命的前景和陷  阱。1961年11月,10位射电技术员、天文学家和生物学家在绿畔聚集,参加了这场为期两天的会议。当时参会的人当中,有年轻的卡尔·萨根以及加州大学伯克利分校的化学家马尔文·卡尔文。卡尔文在参会时获悉自己获得了当年的诺贝尔化学奖。  在准备这场会议时,德雷克列出了一个著名的方程:N=R×fp×ne×
期刊
1952年9月底,我前往美国防空司令总部向奇德劳将军汇报几个月以来的UFO 活动情况。  我们与防空司令部有约在先,要定期举行简报活动,但是那个夏天我们忙得像热锅上的蚂蚁,这项工作并没有如期进行。他们仍然全力配合我们的工作,但是我们并没有像希望的那样与他们一直保持密切沟通。那天做完报告后,我与“蓝皮书”计划在防空司令部的联络官凡尔纳·萨多斯基少校及其他几名军官在军官俱乐部吃午饭,当时我有种预感,觉
期刊
这幅假色主题影像呈现了土卫六上丽姬娅海的甲烷-乙烷湖表面一道20千米长的结构出现、演变及消失的过程。有关这一现象出现的原因,目前流行的解释包括波浪、团状泡沫和漂浮的固体,但没人能说个准。未来的观测,特别是2017年4月“卡西尼”号最后一次的飞越也许能解开这个谜团,但也可能带来更多的揣测。
期刊
2015年7月14日,数百万人屏住呼吸注视着他们制造的钢琴大小的航天器飞往4 8亿千米外的冰冷岩石(指冥王星)。通过“新地平线”号探测器,我们第一次看清了冥王星,所见令人吃惊。但之后8个月以来,几篇有分量的科技论文的发表,清楚地显示出我们对这个微小世界之复杂性只知皮毛。  我们眼中的冥王星上有高耸的冰山,有流动氮气冲蚀出的峡谷,在广阔的冰原上布满冰丘,上空因光的散射造成了  许多复杂的光层(那时其
期刊
1921年,诺贝尔奖委员会得知亨利·柏格森与阿尔伯特·爱因斯坦的争论,一时举棋不定。  1921年4月6日,爱因斯坦遇到一个人,这个人让他一辈子都不会忘记。他是20世纪一位著名的哲学家,因支持一种时间理论而广为人知。这一时间理论解释了时钟不能解释的东西,如记忆、感应、预感、期望等。多亏了他我们才知道,如果要作用于未来,就需要从改变过去开始。为什么一件事并不总会导致另一件事?  在计划中,这次相会是
期刊