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科学家在海底上繁殖了生命的起源

2021-09-05 10:50:01来源:

由太阳背光的土星的月亮海鳗的图象,由cassini使命采取。假色尾显示冰冷的颗粒和水的喷射,喷洒到来自月亮冰冷的海洋深处的海洋中的空间。未来的任务可以在像Enceladus这样的冰冷的月亮上搜索生活中的生命的成分。学分:NASA / JPL /空间科学研究所

科学家们在实验室中复制了生活的成分在20亿年前的海洋中的成分就是如何形成。新研究的结果为生活在地球上开始以及宇宙中的其他人提供了线索,我们可以找到它。

Astrobiolopolors Laurie Barge和她在加利福尼亚州帕萨迪纳帕萨迪纳喷气机推进实验室的队伍正在努力通过研究地球上的生活起源来识别其他行星的生活。他们的研究重点介绍了海底水热通风口的建筑物块。

在实验室中形成的微型水热烟囱的延时视频,因为它将在早期的地球海洋中。自然通风口可以继续形成数千年,以高度成长到数十码(米)。学分:NASA / JPL-CALTECH / FLORES

为了在实验室中重新创造水热通风口,团队通过用模仿地球原始海洋的混合物填充烧杯来制作自己的微型海运。这些基于实验室的海洋作为氨基酸的托儿所,这是我们所知的终生必不可少的有机化合物。像Lego Blocks一样,氨基酸彼此构建以形成蛋白质,弥补所有生物。

“了解您在拥有实际单元格之前可以使用的有机物和矿物质的距离非常重要,这对于了解如何从中出现的环境类型,”驳船,领导者和第一个作者在新的研究中发表的国家科学院的期刊。“此外,调查气氛,海洋和矿物质中的东西,所有影响都可以帮助您了解在另一个星球上的发生程度。”

在海底裂缝中发现,水热通风口是天然烟囱形式的地方,释放液体在地壳下方加热。当这些烟囱与周围的海水相互作用时,他们创造了一个处于恒定助焊剂的环境,这对于生命来发展和变化是必要的。这种黑暗的温暖环境来自地球的化学能量可能是如何在我们的太阳系中更远的世界在太阳系中形成的关键,远离太阳的热量。

“如果我们在地球上有这些水热通风口,可能在其他行星上可能发生类似的反应,”新的研究共同作者JPL的Erika Flores说。


水热通风口位于海底的地方,其中地壳下方的热水与近冻海水。这些通风口形成天然的烟囱,这些烟囱将主持到各种海洋生活。学分:Marum / Bremen大学/ Noaa-Pacific海洋环境实验室

驳船和弗洛雷斯使用在早期地球海洋中常见的成分在他们的实验中。它们组合水,矿物质和“前体”分子丙酮酸和氨,这是开始形成氨基酸的氨基酸。它们通过将溶液加热至158华氏度(70摄氏度) - 在水热通风口附近发现的温度和调节碱性环境附近的相同温度来测试它们的假设。他们还从混合物中取出氧气,因为与今天不同,早期地球在其海洋中具有很少的氧气。该团队另外使用矿铁氢氧化铁,或“绿色生锈”,其早期地球丰富。

绿色铁锈与少量氧气反应,球队注射到溶液中,产生氨基酸丙氨酸和α羟基酸乳酸。α羟基酸是旁族氨基酸反应的产物,但是一些科学家理论为他们也可以组合以形成可能导致生命的更复杂的有机分子。

“我们已经表明,在类似于早期地球的地质条件下,也许到其他行星,我们可以从在海底上存在的温和条件下的简单反应形成氨基酸和α羟基酸,”驳船说。

驳船在实验室中的氨基酸和α羟基酸的创造是九年的生命起源研究的九年的高潮。过去的研究看着生活中的正确成分是在水热通风口中发现的,以及这些通风口可以产生的能量(足以为灯泡供电)。但这项新的研究是她的团队首次观看了与水热通风口非常相似的环境中有机反应。驳船和她的团队将继续研究这些反应,以期能够找到更多的生命成分和创造更复杂的分子。一步一步,她正在慢慢地向上迈出生命链。

这一研究系列很重要,因为科学家们在太阳系中的研究世界和超越可能举办可居住的​​环境。例如,木星的Moon Europa和Saturn的月球Enceladus可以在冰冷的外壳下面的海洋中有水热通风口。了解生活在没有阳光的情况下,在海洋中可以从海洋中开始,协助科学家设计未来的勘探任务,以及可以在冰下挖掘的实验,以寻找氨基酸或其他生物分子的证据。

未来火星任务可以从红星的生锈表面返回样品,这可能揭示了铁矿物和古水形成的氨基酸的证据。外表 - 超越我们触及的世界,但仍然在我们望远镜的领域 - 可能在他们将来可以透露的环境中的生活签名。

“我们尚未在其他地方有具体的生命证据,”驳船说。“但了解生命起源所需的条件可以帮助缩小我们认为生活可能存在的地方。”

出版物:Laura M.Barge等,“氧化还原和pH梯度驱动氨基酸合成铁羟基氧化铁矿物系统,”2019年PNAS; DOI:10.1073 / PNAS.1812098116