在一項對生命起源探索具有里程碑意義的研究中,一個由西班牙國家研究中心(CAB)研究員伊薩斯昆·希門尼斯-塞拉(Izaskun Jiménez-Serra)領(lǐng)銜的國際科研團隊,首次在際空間中成功探測到了糖類分子——赤蘚酮糖(erythrulose)。這項重大發(fā)現(xiàn)已被發(fā)表于《自然-天文學》(Nature Astronomy)期刊上。
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糖類作為生命的基石,不僅構(gòu)成了DNA和RNA的骨架,還廣泛參與細胞的代謝反應,被認為是早期核酸形成的必備條件。然而,長期以來困擾生命起源學界的一個核心難題在于:實驗室模擬的前生物地球環(huán)境,并不能產(chǎn)生足量的糖分。盡管此前科學家曾在隕石和小行星樣品中發(fā)現(xiàn)過核糖與葡萄糖,但在廣袤的星際介質(zhì)中直接找到糖類分子尚屬首次。
本次發(fā)現(xiàn)的赤蘚酮糖是一種包含四個碳分子的酮糖。在地球上,它天然存在于覆盆子中,也常見于無日曬美黑產(chǎn)品里。研究團隊利用西班牙40米口徑的耶韋斯(Yebes)射電望遠鏡以及毫米波射電天文研究所(IRAM)的30米望遠鏡,對位于銀河系中心附近的分子云G+0.693?0.027進行了高靈敏度的寬帶光譜觀測。
在分析過程中,研究人員捕捉到了12條與巴斯克大學實驗室測得的赤蘚酮糖光譜完全吻合的譜線。令人意外的是,分析顯示該分子云中赤蘚酮糖的豐度至少是常見三碳糖的八倍以上,而同一區(qū)域內(nèi)甚至未檢測出三碳糖的存在。論文第一作者希門尼斯-塞拉表示,這一發(fā)現(xiàn)打破了天體化學界原有的傳統(tǒng)認知,即際分子只能通過逐個添加碳分子的方式循序漸進地變大。
為了探究其形成機制,CAB的科學家與埃斯特雷馬杜拉大學以及荷蘭拉德堡德大學的化學家聯(lián)合開展了實驗室模擬。結(jié)果證明,在星際冰晶環(huán)境中,簡單的二碳醇和二碳醛分子確實能夠直接反應生成赤蘚酮糖。根據(jù)在該分子云中測得的濃度,研究人員推算在距今約41億至38億年前的“晚期重轟炸期”,可能有多達50萬至5000萬噸的赤蘚酮糖通過天體撞擊被輸送到地球。
研究共同作者卡洛斯·布里奧內(nèi)斯(Carlos Briones)強調(diào),星際介質(zhì)中赤蘚酮糖的存在,印證了早期地球可能存在來自外太空的糖分補充,進而推動了最原始的代謝與復制過程。這一突破性的成果也極大地鼓舞了科研人員,未來他們將在浩瀚宇宙中繼續(xù)尋找包括核糖(RNA的組成部分)在內(nèi)的更多生命關(guān)鍵分子。
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