科学家预测宇宙中普通物质只占不到5%暗物质约占(科学家预测500万年后地球生物)

游客投稿 未解之谜 2023-06-26 06:26

生命究竟是如何起源的?关于这个问题有很多猜测和假设,也有很多争议,这是现代自然科学正在努力解决的一个重大问题。现在学术界普遍接受以《物种起源》和米勒实验为基础的化学起源理论。随着认识的深入和各种证据的发现,人们对生命起源的研究将会更加深入。

化学起源理论是许多学者接受的生命起源假说。这种假说认为,地球上的生命是在地球温度逐渐下降后,经过极其复杂的化学过程,在极其漫长的时间内,由无生命物质一步步进化而来的。

据悉,40亿年前,地球上覆盖着一层类似污泥的物质,充满了原始的分子、气体和矿物质,与生物的定义相去甚远。然后,不知何故,在这个史前大杂烩中,突然出现了生命的关键组成部分& mdash& mdash蛋白质、糖、氨基酸、细胞壁等。在接下来的几十亿年里,这些物质将继续结合,最终形成地球上的第一个生命。

许多化学家致力于寻找生命起源时的化学和环境条件。然而,地质记录提供的线索很少,因此他们亲自合成了可能存在于数十亿年前的简单分子,并测试了这些古老的& ldquo酵素& rdquo史前的原材料能否转化为生命的必需元素。

斯克里普斯研究所的一组化学家最近报告说,他们发现了一种简单而原始的酶,它可以与早期的催化剂反应,形成一些生命的关键元素,例如为细胞提供能量的短链氨基酸,形成细胞壁的脂质,以及存储遗传信息的核苷酸。

拉曼纳拉亚南& middot凯丽思·克里希那穆提是斯克里普斯研究所的化学副教授,也是这篇论文的主要作者。多年来,他的实验室一直在试验一种叫做DAP的合成酶,这种酶可以促进磷酸化。磷酸化是指在分子上添加一个磷酸基团,这是一个至关重要的化学反应过程。没有磷酸化,就没有生命。

& ldquo现代生命和30亿年前的生命都是基于大量的磷酸化反应。& rdquo凯丽思·纳马迪指出& ldquo你体内的RNA、DNA和很多生物分子都是磷酸化的产物。糖、氨基酸和蛋白质也不例外。& rdquo

促进磷酸化的酶叫做蛋白激酶。它们利用磷酸化向细胞发送分裂指令,并增加某些蛋白质的合成,从而开始DNA链的解旋或RNA的形成。凯丽思·南迪认为DAP可能是第一个开始磷酸化的原始蛋白激酶之一。

为了测试这一理论,凯丽思·纳马迪和他的同事们在实验室模拟了早期的地球环境,使用了两种基质,水和泥,并将其调整到不同的pH值水平。他们将DAP酶与不同浓度的镁、锌和一种叫做咪唑的化合物结合,其中咪唑作为催化剂可以加速反应过程,但整个反应仍需要持续数周,有时甚至数月。

为了验证DAP的作用,它必须能够在相似的条件下成功地刺激磷酸化,形成简单的核苷酸、肽和细胞壁。以前认为与生命起源有关的酶只能在非常不同的化学和环境条件下产生特定结构的磷酸化。然而,凯丽思·纳莫迪发现民主行动党能够胜任所有任务。首先,它完成了4个RNA核苷酸的磷酸化,接着是短的RNA样链,然后是脂肪酸、脂类和肽链。

这是否意味着DAP是将随意拾起的东西转化为生活& ldquo天才的一笔& rdquo然后呢。凯丽思·纳马迪说,不尽然。

& ldquo我们充其量只能证明简单的化学物质在合适的条件下可以引发进一步的化学反应,可能产生类生物物质。但我们不能断言这就是地球早期生命的起源。& rdquo

首先,凯丽思·南迪无法证明40亿年前地球上存在DAP。他在实验室合成了这种分子,只是为了解决早期地球潮湿环境中硫酸盐化的一个基本难题。如果你想要更多的硫酸化反应,你必须在这个过程中除去水分子。

& ldquo当周围都是水时,你如何使一个分子脱水?& rdquo凯丽思·纳马迪问道从热力学的角度来看,这是一个极难实现的任务。& rdquo

DAP设法解决了这个问题,因为它从分子中除去了氨,而不是水。

凯丽思·纳莫迪正与地质学家合作寻找DAP在古代的起源。如果富含磷酸盐的岩浆流与空气中的氨反应,可能会产生DAP。此外,DAP也可能来自含磷酸盐的矿物质。也可能源自遥远的恒星,被陨石带到地球上。

但有一点是清楚的:如果没有DAP或类似的东西,地球可能仍然是一个没有生命的沼泽。