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生命遺傳物質(zhì)在玄武巖玻璃上自然形成 最新研究發(fā)表在《天體生物學(xué)》上

2022-06-08 09:13:47來源:科技日報  

美國科學(xué)家近日宣布,核糖核酸(RNA)可能是地球上最早出現(xiàn)的遺傳物質(zhì),它們可以在玄武巖熔巖玻璃上自然形成。43.5億年前,地球上遍布這種玻璃,今天的火星上也存在類似物質(zhì)。這一最新研究在線發(fā)表于最近的《天體生物學(xué)》雜志上。

研究論文合著者史蒂文·班納表示:“近年來,關(guān)于生命起源,科學(xué)界出現(xiàn)不少分歧。有科學(xué)家專注于探索各種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),但由于這些化學(xué)進(jìn)程極端復(fù)雜,很難解釋地球上生命如何起源。”

相比之下,班納及應(yīng)用分子進(jìn)化基金會的科學(xué)家采用了更簡單的方法。他們的研究表明,核苷三磷酸鹽經(jīng)由玄武巖玻璃的過濾,就會形成長度為100—200個核苷酸的RNA長分子。RNA是一種比DNA更簡單原始的單鏈遺傳物質(zhì)。

研究人員解釋說,在月球形成后的數(shù)億年內(nèi),隕石頻繁地與年輕的地球相撞,再加上火山活動異常活躍,地球上形成了許多玄武巖玻璃。撞擊同時導(dǎo)致水蒸發(fā),形成相對干燥的陸地,為RNA的形成提供了含水層。此外,隕石撞擊帶來的鎳,能夠催化核苷酸和活性磷酸鹽合成核苷三磷酸鹽;玄武巖中的硼酸鹽則控制著三磷酸鹽的形成。而擁有鐵鎳金屬核的隕石,還使當(dāng)時地球大氣濃度短暫下降,為RNA堿基序列的形成提供了適宜環(huán)境。

研究人員稱,這一模型極其簡潔,“可以在高中課堂上進(jìn)行驗證”,將所需的有機(jī)物混合在一起,等幾天,就可以測RNA了。

他們解釋道,該研究的意義在于貫通了早期地球小有機(jī)分子轉(zhuǎn)變成RNA的整個過程,表明一兩個含碳分子即便只經(jīng)歷單一地質(zhì)學(xué)過程,也能夠形成足夠長的RNA,并擁有進(jìn)一步演化的可能。不過,還有幾個謎尚未揭開。比如為什么所有RNA基本構(gòu)件的形態(tài)大體相似?為什么核苷酸之間的連接多種多樣等?

遠(yuǎn)古時期的火星擁有與地球相似的礦物、玻璃以及隕石撞擊,但火星并未經(jīng)歷地球的大陸漂移和板塊運(yùn)動,因此也沒有像地球那樣,把40億年前的巖層深埋于地下,所以許多古老巖層至今仍存于火星表面。班納說:“假如生命能夠在地球上通過這種簡明的方式自然產(chǎn)生,那么同樣的事情也有可能在火星上發(fā)生。”(劉霞)

責(zé)任編輯:hnmd003

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