生命源自行星本身還是太空?新實驗暗示生命構成要素在太空自發形成
複雜生命化學過程只發生在行星?或許生命起源比想像中更早。一項新實驗顯示蛋白質前驅體能在極低溫與輻射下自然形成,簡單胺基酸可在星際塵埃中結合成胜肽,遠早於恆星和行星誕生。
地球生命基本組成始於何處?主要理論包括原始湯、深海熱液噴口假說,原始湯指出早期地球大氣充滿還原性氣體(如甲烷、氨、氫氣),在閃電、紫外線、火山熱能驅動下合成有機小分子,匯集在海洋形成「熱稀湯」,有機化合物形成於其中。
深海熱液噴口假說也受到廣大支持,認為生命起源於黑暗但環境相對穩定、不受早期小行星頻繁撞擊與紫外線威脅的深海海底熱液噴口,透過噴口提供化學能量、礦物催化劑,岩石上的微小孔洞像原始細胞結構濃縮有機分子,並利用天然質子梯度(類似現代細胞能量機制)驅動複雜化學反應。
還有一個更宏觀「胚種論」提出生命存於整個宇宙,地球不必「從零開始」製造所有生命原料,該理論好處是生命分子不需在每顆行星因地制宜形成,而是從更有限地點(甚至單一地點)出現,然後透過彗星或隕石撞擊於銀河系傳播。
近日丹麥奧胡斯大學團隊一項新實驗表明,構建蛋白質所需的基本成分可在太空自然形成,進一步支持生命源自宇宙的理論。
星際塵埃可能掌握生命祕方
研究人員於專門打造的實驗室重現宇宙塵埃雲惡劣環境,度達約-260℃、壓力極低,需不斷去除雜散氣體顆粒以維持超真空。研究人員精心控制環境條件,研究粒子暴露於輻射的行為(類似真實星際空間情況),確認結構最簡單的胺基酸(如:甘氨酸)從星際空間形成。
但研究人員更想知道宇宙塵埃顆粒在參與恆星、行星形成前,顆粒表面是否已自然形成更複雜的分子如:胜肽(peptide)?肽結合會形成蛋白質,對已知生命至關重要,確認這些蛋白質前體起源是理解生命從何而起關鍵一步。
為尋找該過程,研究人員使用 HUN-REN Atomki 離子加速器將甘氨酸暴露於模擬宇宙射線的實驗室,接著分析後續化學反應,證實甘氨酸分子相互反應形成胜肽和水,這些與生命息息相關的關鍵分子,宇宙分布程度可能比想像還要高。
當星際塵埃雲開始經歷重力塌縮產生恆星和行星,原本就存在的微量化學分子可能一點一點累積至新生岩石天體,若這些行星碰巧位於適居帶,生命就有可能出現。
雖然生命形成還仰賴核鹼基、核苷酸等其他成分,但研究表明生命所需許多複雜分子都可在太空自然產生,團隊也會持續調查太空能否形成更多與生命有關的成分。
New Clues Suggest Life’s Building Blocks Were Sorted in Space Before Reaching Earth
Complex building blocks of life form spontaneously in space, research reveals
(首圖來源:AI 生成)