生命起源来自天外?陨石藏太阳系最古老液体 或为蛋白质形成关键

撰文: 黄正轩
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好多人都想知生命几时出现、如何形成,那问题就离不开最原始的蛋白质从何而来。科学家在目前最尖端科技协助下,呈现一颗45亿年陨石外壳的磁铁矿物液体份子3D结构。这些太古起保留至今的液体状态,或者对蛋白质的组件——氨基酸之早期形成很重要。

加拿大皇家安大略博物馆(Royal Ontario Museum, ROM)研究人员,跟麦克马斯特大学(McMaster University)和约克大学(York University)共同领导的国际科学家团队,本月11日(加拿大多伦多时间)宣布在研究2000年1月坠落地球的“塔吉什湖陨石”(Tagish Lake meteorite)方面有所突破。

加拿大皇家安大略博物馆(Royal Ontario Museum, ROM)研究人员,跟麦克马斯特大学(McMaster University)和约克大学(York University)共同领导的国际科学家团队近日在研究2000年坠落地球的“塔吉什湖陨石”(Tagish Lake meteorite)有所突破。(图ROM)

据团队于《美国国家科学院院刊》(National Academy of Sciences)上发表的新研究报告,科学家们成功利用“原子探针断层扫描”(Atom probe tomography)—— 一种3D原子映射(3D atom mapping)技术,绘制出该陨石外壳中太古液体形成的单粒矿物原子之立体图谱。

这些估计有45亿年古老液体所形成矿物状态,相信可以为地球上最早期的氨基酸(Amino acid)如何出现提供关键线索。即看研究细节详情(点击放大图片细睇):

太阳系早在形成之初已充满水份。一般理论认为这些水份带来的溶液,是推动地球上原始氨基酸(蛋白质的基本组件)份子形成、其后太古微生物诞生的关键要素。只是关于这些太古液体的化学成份和酸度等性质影响生命体演化的经过,则一直缺乏直接证据来证明。

是次原子级科学研究提供重要证据,证明陨石磁铁矿形成了饱含钠质和碱性的液体。这些液体提供了氨基酸合成的优先条件,为45亿年前出现的微生物打开了大门。约克大学拉松德工程学院(Lassonde School of Engineering)博士生、《自然》(Nature)共同著者Beth Lymer指出,氨基酸是地球生命不可或缺的组成部分,但人类仍有很多知识需要恶补。是次研究亦显示,只要控制诸种变量如温度和pH值等,科学家或能了解重要的分子如何合成和演变,最后形成已知的地球生命。

塔吉什湖的碳质球粒陨石,是在2000年从加拿大不列颠哥伦比亚省塔吉什湖(Tagish Lake)的冰盖上回收,后来被ROM收购。现在是该博物馆的化表性藏品之一。(图Canadian Geographic)

是次研究采用之塔吉什湖陨石样本是从低温的结冰湖面回收,据称从未超过室温或暴露于液态水之中。因此研究团队有信心保证他们测量的液体完全来自该陨石。科学家希望透过原子探针层析成像等尖端技术发展出新分析方法,专门研究太空船带回地球的外星样本,例如美国太空总署(NASA)的OSIRIS-REx任务、或其他不久将来开展之火星采样任务所带返的稀有材料。

塔吉什湖陨石中的磁铁矿微球粒(Magnetite framboids)。这些球形的联锁分子结构表明是在水中形成,使科学家能够测量残留于颗粒之间的溶液的化学性质。(图ROM;Chi Ma摄)

笔者认为构成地球上原始氨基酸形成的溶液条件,可能来自宇宙(例如经陨石坠落),也可能在地球上早已充斥。勿论如何,是次研究团队的领导者Lee White认为原子探针层析成像技术协助下,科学家有机会在比人类头发细一千倍的材料上发现奇妙事物。即使每次太空任务只能带回极少量外星物质,新的技术能够帮助科学家更深入地了解太阳系,亦能为下一代保留重要材料。

资料来源:ROMScience DailyEngadget

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