小行星残骸可以帮助解释地球上的生命如何开始

佐治亚理工学院NSF-NASA化学演化中心主任Nicolas Hud。Hud将在下午1点的新闻发布会“研究，发现和商业小行星”中担任专题讨论嘉宾。美国中部时间2月17日在美国科学促进协会（AAAS）2018年年会上。佐治亚理工学院Fitrah Hamid

在流行文化中，小行星扮演着世界末日威胁的角色，因消灭恐龙而受到指责–并为矿物开采提供了一个外星资源。

但是对于研究人员尼古拉斯·哈德（Nicholas Hud）来说，小行星起着完全不同的作用：时间胶囊的作用表明了我们的太阳系中最初存在的分子。有了这些信息，科学家便可以开始重建地球生命的复杂途径。

佐治亚理工学院NSF-NASA化学演化中心主任哈德说，在小行星中发现分子提供了最有力的证据，证明这种化合物在生命形成之前就存在于地球上。了解存在的分子有助于建立导致氨基酸和相关化合物形成的初始条件，这些氨基酸和相关化合物反过来会聚在一起形成肽，即类似于蛋白质的小分子，这些分子可能已经开始了这个星球上的生命。

哈德说：“我们可以借助小行星来帮助我们了解宇宙中可能发生的化学反应。”“对于我们来说，研究小行星和陨石（掉落到地球的小行星）的材料非常重要，以测试我们的模型对其中的分子如何能够帮助提升生命的有效性。我们还需要对小行星和陨石中的分子进行分类，因为其中可能存在一些我们甚至不认为对开始生命重要的化合物。”

Hud将在下午1点的新闻发布会“研究，发现和商业小行星”中担任专题讨论嘉宾。美国中部时间2月17日在得克萨斯州奥斯汀举行的美国科学促进协会（AAAS）2018年年会上。他还将参加2月18日主题为“寻找生命的第一聚合物的身份和起源”的会议。

哈德说，几十年来，美国宇航局的科学家一直在分析在小行星和陨石中发现的化合物，他们的工作为地球自身形成时可能存在的物质提供了扎实的理解。

“如果您在实验室中模拟益生元的化学反应，科学家可以争论您是否使用了正确的原料，”哈德说。“小行星或陨石中分子的检测是每个人都将接受该分子为益生元的唯一证据。这是我们真正可以依靠的。”

1952年进行的米勒-尤里（Miller-Urey）实验模拟了据信存在于地球早期的条件，产生了20多种不同的氨基酸，这些有机化合物是构成肽的基础。该实验是由装有水，甲烷，氨和氢的烧瓶内的火花开始的。所有这些物质据信在地球很小的时候就存在于大气中。

自从Miller-Urey实验以来，科学家已经证明了其他化学途径通往生命必需的氨基酸和化合物的可行性。例如，在哈德（Hud）的实验室中，研究人员使用了交替的干湿条件循环，以随着时间的流逝生成复杂的有机分子。在这种条件下，氨基酸和羟基酸（化学上仅一个原子不同的化合物）可能会形成短肽，从而导致形成更大，更复杂的分子-最终展现出我们现在与生物分子相关联的特性。

他说：“我们现在有一种非常好的方法，可以与氨基酸和羟酸一起合成肽，这在地球早期很常见。”“即使在今天，在活生物体以及一些经过检验的陨石样品中也发现了羟基酸和氨基酸。”

哈德认为生命分子可能有许多可能的形成方式。生命可以从比我们今天看到的复杂度和效率低的分子开始。就像生命本身一样，这些分子可能会随着时间而进化。

哈德说：“我们发现，这些化合物可以形成看起来很像现代肽的分子，除了在将这些单元保持在一起的骨架中。”“尽管它没有折叠成像现代蛋白质那样复杂的结构的能力，但其总体结构可能非常相似，并且更易于制造。在形成这些分子的简单性与这些分子与现代生活中的分子之间的距离之间存在一个权衡。”

地质学家认为，数十亿年前的地球大不相同。而不是大洲，而是从海洋凸出的岛屿。甚至太阳也不一样，产生的光线更少，但宇宙射线却更多-这可能有助于推动蛋白质形成的化学反应。

哈德说：“这些岛屿可能是生命的潜在孵化器，分子从大气中飘落。”“我们认为使这些分子进入下一阶段的关键过程是干湿循环，就像我们在实验室中所做的一样。对于在海洋中的岛屿来说，那将是完美的选择。”

这些分子不是生命的火花，而是随着时间的流逝而逐渐缓慢演化的，可能在不同的位置以不同的速率发生，也许同时发生。例如，细胞的不同组成部分可能在它们最终聚集之前在条件有利于它们的地方分别发展了。

他说：“肽，核酸，多糖和脂质以及它们协同工作以完成他们无法单独完成的工作的能力有一些特别之处。”“在地球早期，可能有许多化学过程从未导致生命。”

因此，了解地球早期的状况将为科学家提供更坚实的基础，以假设可能发生的情况，并为尚未被考虑的其他途径提供提示。

哈德说：“小行星中可能存在关于真正存在的分子的更多线索。”“我们甚至可能都不知道我们应该在这些小行星中寻找什么，但是通过观察我们发现的分子，我们可以提出更多不同的问题，以了解它们如何帮助人们开始生活。”