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隕石發現外星人蛋白質

生活 更新时间:2024-07-23 09:21:00

35億年前,地球出現了單細胞生物,生命計劃在這顆岩石行星上延續下去,今天看來,計劃成功了,以人類為首的智慧生物高高站在物種頂端,然而一個根本問題困擾着我們,生命起源何處?是地球自身環境從無到有誕生了生命,還是另有它徑?

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最近這個問題似乎有了可能的答案,根據國際權威學術期刊《自然·通訊》雜志在4月26日發表的一篇論文《Identifying the wide diversity of extraterrestrial purine and pyrimidine nucleobases in carbonaceous meteorites》(識别碳質隕石中外星嘌呤和嘧啶堿基的廣泛多樣性),日本科學家及其合作團隊在隕石中發現了DNA和RNA主要成分的五種堿基,可能是由富碳隕石帶來地球的。

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團隊研究了三塊隕石,分别是默奇森隕石(70億年前形成,比太陽系還古老)、默裡隕石和塔吉什湖隕石,他們利用專門針對堿基進行優化的小規模量化先進分析技術,除了此前就發現的三種堿基:鳥嘌呤、腺嘌呤、尿嘧啶,還首次檢測到了剩餘的兩種堿基存在:胞嘧啶和胸腺嘧啶(這也标志着DNA和RNA包含的五種堿基全部在隕石中被發現了)

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研究人員表示:DNA不太可能直接在隕石本身形成,它們應該是在星際介質中經光化學反應産生,其後融入了小行星,最後降落地球,這些物質可能有助于地球早期生命分子的發展,對于早期生命出現的遺傳學功能可能起到了一定作用。

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因此從這個層面來講,地球現有的生物有可能都是依靠隕石攜帶的物質和地球自身環境物質共同發展起來的,所以說我們都是外星後代,并不是沒有這種可能性的。

什麼堿基?意味着什麼?

實際上這個問題,咱們在中學生物課上都學過,首先關于DNA和RNA,這兩種物質的基本單位分别叫做脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸,這些核苷酸又是由堿基、五碳糖以及磷酸三種物質組成的化合物,而由這些核苷酸單體聚合形成的大分子化合物就被稱為核酸(核酸是剛才說的脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的總稱)

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這兩種核苷酸的區别可見上圖,形式上一個帶核糖,一個帶脫氧核糖(兩個五碳糖中有個少了一個氧原子),其餘都一樣。但在堿基種類上有差别,因為各自的堿基并不完全相同,脫氧核糖核苷酸的四種堿基分别為:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C),而核糖核苷酸的四種堿基不包含胸腺嘧啶,取而代之的是尿嘧啶(U)。

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其次在提到DNA、RNA這些東西時,想必大家就會很自然地想到基因、遺傳等等名詞,簡單來講DNA提供合成RNA和蛋白質的必要遺傳信息,而RNA則主要負責引導蛋白質的合成(有些病毒則完全是由RNA攜帶遺傳信息,不過大多數生物的基因都由DNA構成),而蛋白質則是各種生命活動的參與者,總的來說,一個生物個體的形成,其根源就是從DNA和RNA的運作開始的。

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作為科普而言,上述知識也都是中學生物的重述,不再多言,總之隻需明白一句話:堿基是構成DNA和RNA的重要成分,而且在DNA和RNA的複制、轉錄、翻譯過程中都要遵循堿基互補配對原則。

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因而科學家們在隕石身上能發現五種堿基,而這些隕石有的年齡已高達70億年之久,這比将近50億歲高齡的太陽系還要古老,這件事本身就讓人感到激動,所以科學家才會說這些太空的外來物很可能幫助了地球早期生命分子的發展。

化學起源和地外天體攜帶學說

為何說是幫助了地球生命發展呢?因為曾有一項非常著名的實驗,模拟了地球早期環境下能夠誕生一些諸如氨基酸等有機物質(蛋白質的基本組成單位就是氨基酸),這就是“米勒—尤裡實驗”。

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我們知道地球的年齡與太陽系相仿,大約為46億歲,然而早期地球環境卻與今天有着天壤之别,為了驗證地球早期生命誕生的可能,在上世紀50年代,由美國科學家哈羅德·尤裡以及斯坦利·米勒,設計了這樣一個實驗:

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将甲烷、氫氣、氨氣等物質放在一個含水的密閉容器内,通過在内部不斷放電(模拟閃電),以此來還原地球早期大氣環境,在持續一周實驗後,科學家們在底部液體中發現了大量有機物存在,比如氨基酸,甚至是糖類等一些能構成核酸的物質也出現了,因此他們認為在原始地球的環境下,是可以産生一些有機小分子物質的。

而之後這些物質在原始海洋中經過億萬年的時間,最終誕生出了生命,這一假說又被稱為化學起源說(人們至今還沒在實驗室造出生命)。

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實際上有關生命起源的假說還有不少,排除一些明顯不符合科學的,比如神創說、自然發生說(物體之間的變化,比如落葉落地變成鳥,入水變魚),剩下的基本上也就是兩類,一個是化學演變,另一類是地外物體攜帶。

但綜合來講,化學演變和地外物體攜帶是可以融合在一起的,因為在地球這46億年的曆史中,像如今穩定的地表地外環境是少有的,因為早期的地球時刻面臨隕石襲擊、地震火山頻發等内外部因素,而米勒—尤裡實驗驗證了原始地球能夠産生有機小分子,而隕石襲擊很可能會加速這個什麼生命誕生過程,因為隕石也能攜帶有機分子,甚至是5種類型的堿基(這就是開頭給出的結論)。

以具有70億年曆史的默奇森隕石為代表,這顆于1969年在澳大利亞維多利亞州默奇森附近發現的隕石,是目前世界上被研究最多的隕石之一,其自重超過100公斤,目前已經在其内部發現了超過一百種氨基酸(看見沒,不但原始地球環境能自己生成氨基酸,隕石也能攜帶多種多樣的氨基酸)。

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默奇森隕石

也就是說在這些基礎上,自然環境中已然具備蛋白質和核酸出現的條件,那麼生命的誕生可能就僅僅是時間問題了(最好的證據就是現在地球上生機勃勃的景象),最好可能會有朋友要問,為什麼不能是隕石上面直接帶來了生命體呢?

簡單來講,這實際上還是涉及了生命起源,畢竟隕石上原有的生命體又是哪來的呢?

拓展:何為生命?

人類追溯生命的起源,在另一個角度上也是為了在宇宙中尋找生命,然而這也對“何為生命”這樣一個似乎很簡單的事實帶來了思考。

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無論如何,我們必須承認這樣一個事實,現有的所謂的生命的定義都是基于地球模式得出的,也就是所謂的“具有能量代謝功能,能回應刺激及進行繁殖的開放性系統”,也就是能吸收環境養分,對環境刺激作出回應,最後還能進行繁殖。

然而宇宙那麼大,單單是可觀測宇宙,其直徑就在920億光年,雖然物理上有物理規律普适性的先提設置,但我們似乎也将生命規律普适性強加到了整個宇宙,即便這是在當前科技水平下能夠最準确尋找到生命存在的标準。

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但遺憾的是,就和夢境一樣,人類一般是不會在夢境中出現具體的未知事物,就比如你讓古人夢到手機電腦一樣,因此“何為生命”,似乎就成了人類基于現有事實或科學基礎原理發現或推演才能得出的結論。

這樣的問題似乎成了一個哲學問題,舉個例子,比如恒星的一生,如果依照地球生命的定義,也會有下面三個過程:

吸收環境養分階段:一團星際分子雲受周圍宇宙環境的變化,觸發了引力坍縮過程,其中一部分形成了我們的太陽系這樣的行星系統,而太陽自身也吸收了整個太陽系絕大部分物質

對環境刺激作出回應:最終引發核聚變,直到内部壓力的動态平衡,進入了主序星,最後因内部氫元素不足,而出現外殼膨脹内核收縮現象(外層氫在燃燒,而内核氦還不夠點燃核聚變,隻能在引力作用下收縮直至點燃核聚變),最終在自身質量的決定整個過程會發生幾次,上限是聚變至鐵元素結束

能夠進行繁殖:最後會在一場爆發中死亡,留下的殘骸就是白矮星、中子星或黑洞,而爆發的物質則為下一代星系提供原料

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但你會說恒星是生命嗎?顯然不會,因為它沒有自由意識,但何為自由意識,地球生物難道都具備?所以超出地球生命而言,生命原本就是一個極廣泛的定義。

此外我們還要記住,科學從來不是為了解釋世界而存在的,它隻是人類更好地描述世界的存在,因為宇宙的存在是一個客觀事實,不論什麼科學都無法改變的事實,因此科學隻是為了更好更準确的描述它。

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