最近一个世纪掉落地球的陨石里面含有储存DNA和RNA遗传信息的5种碱基,科学家在4月26日的《自然通讯》杂志上报道说。
这些“核苷”-腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶-与糖和磷酸组合在一起,构成了地球上所有生命的遗传密码。这些生命的基本成分到底是先存在太空,还是在地球温暖的“生命汤”里形成的,至今仍不得而知。但这个发现为生命前体最初来自太空的说法提供了更多证据,研究人员说。
自上世纪60年代以来,科学家就在陨石中检测到了腺嘌呤、鸟嘌呤和其他有机化合物的痕迹。研究人员也看到了尿嘧啶的迹象,但是胞嘧啶和胸腺嘧啶一直未被发现,直到现在。
美国NASA戈达德太空飞行中心的天体化学家Daniel Glavin说:“我们完成了在地球生命和DNA、RNA 中发现的所有碱基,它们都存在于陨石中。”
几年前,日本北海道大学的地球化学家Oba Yasuhiro和同事想出一种温和提取和分离陨石粉尘中的不同化合物的技术,然后分析它们。Oba说:“我们的检测方法比以前的研究敏感度高了几个数量级。”三年前,研究人员使用同样的技术,在三个陨石样本中发现了糖核苷,这是生命所必需的。
在这项新研究中,Oba和NASA的天体化学家联手分析了这三个陨石样本中的一个和另外三个样本,寻找对生命同样重要的成分:核苷。
研究人员认为,他们使用温和的提取技术,即用冷水而不是通常的酸,可以保持化合物的完整性。 Glavin说:“我们发现这种提取方法非常适合这些脆弱的核苷,这更像是冷萃茶,而不是冲泡热茶。”
使用这种技术,Glavin、Oba和同事测量了四个几十年前在澳大利亚、肯塔基州和不列颠哥伦比亚州陨落的陨石样本中的碱基和其他与生命相关的化合物的丰度。在所有四个样本中,该团队检测到并测量了腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶、与这些碱基相关的几种化合物和几种氨基酸。
使用相同的技术,该团队还测量了从澳大利亚采集的土壤中的化学丰度,然后将测量的陨石值与土壤进行了比较。对于一些检测到的化合物,陨石中的值大于周围土壤的值,这表明这些化合物是与这些岩石一起来到地球的。
但对于其他检测到的化合物,包括胞嘧啶和尿嘧啶,土壤中的丰度是陨石中的20倍。这可能指向地球污染。爱达荷州博伊西州立大学的宇宙化学家Michael Callahan说:“我认为研究人员确实鉴定了这些化合物,但他们没有提供足够的有说服力的数据来让我相信它们确实来自外太空。” Callahan之前在NASA工作,并与Glavin等人合作测量陨石中的有机物质。
但Glavin和他的同事指出一些特定的检测化学物质来支持太空起源的假说。在新分析中,研究人员测量了十几种与生命相关的化合物,包括核苷的异构体。异构体与其相关的碱基具有相同的化学式,但其成分以不同的方式组织。该团队在陨石中发现了这些异构体,但没有在土壤中发现。 Glavin说:“如果有来自土壤的污染,我们也应该在土壤中看到那些异构体。但我们没有看到。”
直接去这些陨石的来源——原始小行星,可能会澄清这个问题。Oba和同事已经在去年底(2020年12月7日)日本Hayabusa2号任务带回地球的小行星Ryugu的表面碎片上使用他们的提取技术。NASA的OSIRIS-REx任务预计将在2023年9月返回类似的来自小行星Bennu的样本。
Glavin说:“我们非常期待那些材料会讲述什么样的故事。”
本文译自 sciencenews