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科学家实验室中重现地球生命最初萌芽的状态

 这张照片由论文的第一作者斯瓦托普克·茨维斯在2014年拍摄,展示的是位于捷克布拉格的Asterix激光系统。这里的科学家们借助强大的激光装置重现了可能是地球生命

  这张照片由论文的第一作者斯瓦托普克·茨维斯在2014年拍摄,展示的是位于捷克布拉格的Asterix激光系统。这里的科学家们借助强大的激光装置重现了可能是地球生命最初萌芽的状态。他们的研究结果显示,小行星的剧烈撞击可能是引发早期地球产生生命萌芽的重要诱因

  物理学家组织网站报道,科学家近日在实验室中利用强大的激光装置重现了可能是地球生命最初萌芽的状态。研究组将粘土与化学液体混合并用强大激光轰击照射,以此来模拟小行星与早期行星之间相撞情形。这样做的结果是产生了一些被认为是构成生命必不可少的关键化学成分。

  当然这项实验的结果并非就可以确认地球在40亿年前以这样的方式开始产生生命,事实上有很多科学家也的确对这项结果不屑一顾。但这项实验的结果也的确支持了一项长期以来人们所持有的观点。正如研究组在《美国国家科学院院刊》上发表的论文中所提到的那样:“这些发现证明地球上生命的出现并非出于偶然,而是早期原始地球环境条件将会产生的直接后果。”

  经过激光照射之后,混合溶液中出现了构成RNA所需的全部4种化学基,这是DNA的近似体,只是结构相对更简单,它是构建生命的蓝图。当然,以这些化学基为基础,还需要经过许多关键性的步骤,生命才能最终出现。然而在整个过程中,这是关键性的第一步。

  位于布拉格的捷克海罗夫斯基物理化学研究所研究员,这篇论文的第一作者斯瓦托普克·茨维斯(Svatopluk Civis)表示,科学家此前已经可以经由其他途径制造出这类RNA化学基,使用的方法无外乎化学混合和压强条件,但此次是他们首次经由实验证明来自太空天体撞击产生的能量可以触发这种关键的化学反应。

  茨维斯表示,此次实验中使用的激光束强度极大并且能量高度集中——事实上在不到十亿分之一秒的时间里,其瞬间释放的能量相当于数座核电站的释能总和,在一瞬间产生数十亿千瓦的能量,温度超过7600华氏度(4200摄氏度)。

  这篇研究论文的合著者,美国宇航局西南研究所行星科学家戴维·奈斯沃尼(David Nesvorny)指出,地球上最早生命的出现时间似乎与一个名为“晚期大轰炸”的时期相吻合,当时内太阳系天体遭受大量小天体的撞击。在那一时期,地球遭受陨星撞击的频率要比在那之前或在那之后平均都要高出10倍以上。

  而对于这项实验结果的重要性,专家们的意见分为两派。史蒂夫·贝纳(Steve Benner)是一名杰出的生物化学家,任职于佛罗里达州的应用分子演化基金会。他认为这项研究结果具有重要意义,因为在实验中产生了一些发端性的物质,这些物质存在于早期地球之上。

  然而来自英国剑桥大学分子生物学实验室的约翰·苏瑟兰德(John Sutherland)则认为这项实验中得到的化学基中有一种的量实在太少,让结果显得不那么可靠。与他持有相似观点的科学家还有很多。

  关于地球上生命的起源问题,还有一个相当流行的理论,即所谓“胚种论”。该理论认为地球上最早期的生命是经由小行星或彗星撞击地球时携带来的。茨维斯的这项工作则支持所谓“生命之火”理论,即小天体的撞击对于地球上的生命而言既是创生,也是毁灭。

  奈斯沃尼表示,要想让这整个化学反应链条得以启动,小行星撞击时产生的极端能量环境将可以帮助将分子打碎成为更加简单的化学物质,从而使其更加容易再次结合,并形成新的组合形式。然而,当初启动了生命进程的小行星撞击,在数十亿年之后同样造成了恐龙的灭绝。

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