生命遺傳物質在玄武巖玻璃上自然形成最新研究發表在《天體生物學》上

2022-06-08 09:13:47來源：科技日報

美國科學家近日宣布，核糖核酸(RNA)可能是地球上最早出現的遺傳物質，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。這一最新研究在線發表于最近的《天體生物學》雜志上。

研究論文合著者史蒂文·班納表示：“近年來，關于生命起源，科學界出現不少分歧。有科學家專注于探索各種復雜的化學反應，但由于這些化學進程極端復雜，很難解釋地球上生命如何起源。”

相比之下，班納及應用分子進化基金會的科學家采用了更簡單的方法。他們的研究表明，核苷三磷酸鹽經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。

研究人員解釋說，在月球形成后的數億年內，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。撞擊同時導致水蒸發，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境。

研究人員稱，這一模型極其簡潔，“可以在高中課堂上進行驗證”，將所需的有機物混合在一起，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分子轉變成RNA的整個過程，表明一兩個含碳分子即便只經歷單一地質學過程，也能夠形成足夠長的RNA，并擁有進一步演化的可能。不過，還有幾個謎尚未揭開。比如為什么所有RNA基本構件的形態大體相似?為什么核苷酸之間的連接多種多樣等?

遠古時期的火星擁有與地球相似的礦物、玻璃以及隕石撞擊，但火星并未經歷地球的大陸漂移和板塊運動，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生，那么同樣的事情也有可能在火星上發生。”(劉霞)