生命真的來自外太空?宇宙空間或能合成生命基礎物質

地球生命到底從何而來?多年以來,人類提出了各種各樣的猜想。目前普遍認為,在距今差不多40億年前的時候,地球上出現了第一個單細胞生物。然後經過了漫長的歲月,演化成了今天生機盎然的地球。

(圖片說明:地球的生命來自哪裡?)

關于這第一個單細胞生物的由來,科學家們也提出了不同的看法。有人認為,是地球上的有機物在機緣巧合之下結合成了細胞,帶來了生命的曙光。還有人提出了更加大膽的猜想,那就是地球最早的生命來自宇宙,通過小天體撞擊地球來到這顆行星上,最終生根發芽,變成了今天的模樣。

你可能覺得,生命來自外太空的說法過于離奇。但是在今天,這種說法已經發展成了一個復雜的學說,也就是有生源說。在有生源說內部,科學家們也持有不同的觀點。有人認為,這些原始生命來自于太陽系週邊,還有人的想法更為大膽,認為這些生命來自于更加遙遠的恒星周圍,通過其他恒星的輻射產生的壓力穿越茫茫宇宙,來到地球。

(圖片說明:有生源說)

又或者,我們可以有一個相對不那麼離奇的解釋,那就是從宇宙空間送到地球來的,不是完整的生命,而是構造生命的重要部件——有機物。

可以說,在宇宙中,人類已經發現了大量支持生命繁衍的基礎物質,比如水、氧氣、甲烷甚至是氨基酸。

最近,天文學家們更進一步,在宇宙中發現了更加靠近生命的物質,比氨基酸還要復雜,那就是肽。這令人非常興奮,因為它是迄今為止人類在太空中發現的最復雜的有機物。難道,地球生命真的來自外太空?

首先,我們需要解釋一下,什麼是肽。

眾所周知,蛋白質是生物體內最重要的物質之一,它直接決定了一個生物體能夠具備哪些功能。

蛋白質是一種非常復雜的有機大分子,它也有自己的零部件,那就是氨基酸。氨基酸是相對比較小的有機分子,不同的氨基酸經過各種各樣的組合,就能夠形成五花八門的蛋白質,在生物體內發揮不同的作用。

(圖片說明:氨基酸球棍模型)

在氨基酸和蛋白質之間,其實還有一個中間級,那就是肽。氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基就可以縮合成肽,多個肽在折疊之後就可以組成蛋白質分子了。我們可以這樣理解,肽比氨基酸還要更加復雜一些,而且是形成蛋白質的基礎。

根據以往科學家的認知,除了氨基酸這種原材料之外,肽的合成需要一種重要的物質的參與才能發生,那就是水。這也是此前科學家們將水列為尋找地外文明或者宜居天體的關鍵指標的原因,如果沒有水,連蛋白質都無法合成,何談生命?

不過,來自德國耶拿大學的天體物理學家Serge Krasnokutski和他的團隊證明:肽的合成可以不需要水!這意味著,關于生命,我們可以考慮更多大膽的猜想了!

Krasnokutski說:「形成氨基酸的化學過程是一條遠路,我們想抄個近道,看看氨基酮分子能否直接結合成為肽鏈。我們是在宇宙分子雲中非常常見的條件下進行實驗的,也就是擁有塵埃粒子,並且富含類似于碳、氨氣和一氧化碳等相對應的化學物質的真空環境。」

具體來說,他們利用一個超高真空室來模擬宇宙空間,其壓力約為地表大氣壓的1/1000萬億,溫度是-263℃(和實際中星際塵埃的溫度差不多),還有相對應的底物來模擬宇宙中的塵埃粒子。通過這樣的環境,他們希望展現一個人類從沒有見過的化學反應過程,並且也的確做到了。

這令人非常興奮的同時,也的確有些不可思議。研究人員在這個過程中檢測到的氨基酮分子,或許是肽能夠被合成的關鍵。因為氨基酮具有非常高的反應活性,它的存在可能打破了極低溫環境的限制,讓反應變為可能。

通過這次實驗,研究人員證明:宇宙的塵埃雲中是完全有可能形成肽的!我們也有理由推測,宇宙中的肽可能會有一部分來到地球,並且最終參與到更加復雜的化學反應,最終演化出了生命。

(圖片說明:蛋白質)

Krasnokutski解釋說:「研究表明,在這些條件下,氨基酸鏈可以通過簡單的化學物質形成。這些都是相對比較簡單的氨基酸鏈,並且我們觀察到了不同的長度,其中最長的樣本包含了11個氨基酸單元。」

即便氨基酮優異的反應活性被用來解釋這種反應可以發生的基礎保障,但研究人員還是認為,在這個反應過程中,有另一種神奇的科學參與其中,那就是量子力學。

量子力學能夠影響化學反應,甚至可能促進了生命的出現,厲害了!

(圖片說明:生命可能來自外太空)

研究人員認為,是量子力學的作用,在極小的尺度內,讓氫原子突破了能量的障礙,從而讓反應能夠發生。不過,這也只是他們的一個猜想,未來這或許是科學家們研究的一個新方向。

目前來說,研究人員們最關心的問題是:既然肽都能夠在宇宙空間中合成,還有哪些化學物質也可以在宇宙中出現呢?那些構成生命的基礎物質中,有多少是在地球形成的,又有多少是來自于宇宙,如今成為了大家最關心的問題。

或者說,它們全都有機會在宇宙空間中合成?

如果是這樣的,那麼這些物質既然能夠來到地球,就完全有可能到任何一顆行星上去。如果再有另外一顆像地球一樣宜居的行星,是否也能夠最終形成生命呢?

這個理論不是傳統的有生源說,但也暗示著地球生命的種子不完全出現在地球表面,而是有可能來自于廣袤的宇宙空間。同時,它也預示著宇宙中的生命種子非常普遍,那麼它們就有可能在任何一顆宜居行星上生根發芽。

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