一项新研究发现人类
DNA
的一个关键化学要素以及其它细胞过程起源于外太空。换句话说,我们虽然生活在地球,但骨子里却留着外太空的血。科学家指出作为生命形成的一个关键要素,磷在外太空形成而后由彗星或者陨石带到早期地球。
彗星
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“罗塞塔”号飞船拍摄
根据一支国际科学家小组进行的一项新研究,如果没有一种来自地外源头的关键要素,地球孕育生命将成为不可能。科学家指出作为生命的一个重要组成部分,磷在外太空形成而后由彗星或者陨石带到早期地球。来到地球后,磷化合物与生物分子结合。这些化合物存在于当前所有地球生命的细胞中。
夏威夷大学的凯克天体化学研究实验室
磷对人类至关重要。磷酸盐是形成
DNA
和细胞膜过程中不可或缺的要素,同时还关乎其它重要细胞过程的正常运转。此外,骨骼和牙齿的生成也离不开磷酸盐。虽然磷在生物学方面具有重要意义,但它却是宇宙中数量最少的元素之一。
艺术概念图“罗塞塔”号飞船
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派遣“菲莱”号着陆器
据《宇宙杂志》杂志,磷据信在超新星爆发时形成,而后扩散到气体和尘埃中。气体和尘埃不断积聚,最后形成新恒星和恒星系统。为了成为磷酸盐,这种元素必须经历一个过程。研究人员认为这个“变身”过程可能就发生在星际尘云,磷化氢在整个过程中扮演重要角色。在木星和土星的大气层以及彗星
67P/C-G
的气体喷流中,科学家也发现了磷酸盐踪迹。
2014
年至
2016
年,“罗塞塔”号探测器对
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进行了观测。
艺术概念图,小行星逼近地球
磷化氢是一种剧毒物质,科学家无法对其进行直接研究。为了揭开这个谜团,他们利用超高真空舱,舱内温度冷却至零下
450
华氏度,以生成星际冰冷颗粒。在用二氧化碳、水和磷化氢包裹颗粒后,科学家让它们暴露在模拟宇宙射线的电离辐射环境下。这项实验生成了一系列与磷酸盐类似的化合物,例如磷酸和焦磷酸。这些化学物质是分子生物学的重要构件。
在深空,纳米颗粒可能成为更大天体的一部分,例如彗星或者小行星,最终搭乘这些天体来到地球。抵达地球后,磷酸盐与其它关键要素像鸡尾酒一样混合,最终孕育出生命。
“朱诺”号拍摄的木星南极
这支国际研究小组的成员包括论文主执笔人安德鲁·特纳(当时是一名研究生,现在是派克维尔大学的助理教授)、夏威夷大学玛诺亚分校的化学教授拉尔夫·凯瑟、法国尼斯大学的科妮莉亚·米纳特以及台湾东华大学的艾格尼丝·张(
Agnes Chang
)。
特纳表示:“在地球上,磷化氢对生物而言是致命的,但在星际介质,外来的磷化氢能够引发罕见的化学反应,形成磷的含氧酸等生物相关分子。这些物质最终触发了我们所知的生命分子演化。”研究论文刊登在《自然·通讯》杂志上。