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生命的化學起源如何形成?國際最新實驗研究破解謎團

孫自法 發布時間:2024-04-07 09:32:00來源: 中國新聞網

  中新網北京4月5日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇化學論文稱,研究人員通過實驗室實驗發現,穿過岩石裂縫的熱流如火山或地熱係統中的熱流,能淨化與(yu) 生命化學起源相關(guan) 的分子。這項實驗研究發現,可解釋生命最初的基本成分如何從(cong) 複雜的化學混合物中形成。

  該論文介紹,生物聚合物及其成分的形成是地球生命起源的關(guan) 鍵時刻。不過,這些過程很難在實驗室裏複現。通常來說,這些複雜反應下形成的副產(chan) 物數量意味著生物相關(guan) 基本成分形成的數量微乎其微。學界之前嚐試設計的純化方法因為(wei) 特異性而受限,無法一次性分離各種分子。

  本次研究示意圖:由相互連接的岩石裂縫組成的地下網絡,在熱流的推動下積累並富集了生命起源前的化合物,從(cong) 而促進了生命出現的早期化學過程(圖片來自Christof B. Mast)。施普林格·自然/供圖

  在本項研究中,論文通訊作者、德國路德維希-馬克西米利安-慕尼黑大學Christof B. Mast和同事合作,利用受地質啟發的有極小(170-m)裂縫的腔室,從(cong) 由氨基酸、核堿基、核苷酸等化合物組成的複雜混合物中分離出與(yu) 生命起源前生命相關(guan) 的50多種分子。地殼中可發現由類似裂縫構成的巨大網絡,這些網絡被認為(wei) 在生命形成前在地球上大量存在。他們(men) 將這種混合物沿著溫度梯度過濾,就能因分子結構的細微差異實現特異性分子的分離和富集。

  此次實驗結果表明,即使是適度的溫差也足以分離和純化多種生命起源前分子類型,包括2-氨唑和氨基酸,使其濃度分別提升10倍和3個(ge) 數量級。濃度比或可通過擴大裂縫網絡進一步提高,且被證明在各種溫度、溶劑和pH值下都能成功。該實驗條件被證明能促進兩(liang) 種甘氨酸分子的偶聯,這是多肽合成的起點,形成起始混合物5倍的濃度促進了這一過程。

  本次研究示意圖:由相互連接的岩石裂縫組成的地下網絡,在熱流的推動下積累並富集了生命起源前的化合物,從(cong) 而促進了生命出現的早期化學過程(圖片來自Christof B. Mast)。施普林格·自然/供圖

  論文作者總結認為(wei) ,他們(men) 實驗研究的這種方法的成功表明,自然形成的地熱熱流或在早期地球推動了這種分離過程,並為(wei) 研究生命起源所需的化合物提供了一種高效的形成方法。(完)

(責編: 王東)

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