地球上最早的生命起源于何处?科学家的新发现提供线索

阿烨探索 2023-06-07 22:10:19

地球上最早的生命起源于何处?科学家的新发现提供线索

地球上没有生命,那么第一个生命是从哪里来的?这是一个受到广泛关注的问题,但是到目前为止,我们还没有一个明确的答案,只能根据已知的情况进行合理的猜测。根据发表在《生命》杂志上的一项新研究,科学家们在生命起源的研究领域有了新的发现,下面我们就来了解一下。科学家们对地球上的生命是如何开始的提出了几种假说,但其中一种被称为化学起源理论的假说是相对公认的。简而言之,化学起源理论认为,地球的早期大气中富含无机物质,如水蒸气、甲烷、二氧化碳、氨、氮和氢,它们在外部能量的作用下发生化学反应,产生了小的、相对简单的有机分子(如氨基酸、羧酸、核苷酸等)。

这些物质也被称为'前体分子'。这些'前体分子'随着雨水被输送到地球表面水域(如早期的海洋、湖泊等),经过长时间的积累,它们相互作用,通过凝结或聚合形成有机大分子(如蛋白质分子和核酸分子)。这些有机大分子在一定条件下形成多分子系统,并逐渐形成自我复制和自我组装的能力,形成具有细胞膜和遗传信息的原始细胞,从而诞生了地球上第一个生命。地球上生命的多样性和复杂性。由于生命从前体分子进化到生命是一个概率极低的事件,所以化学起源论的成立需要一个巨大的基础。

什么样的外部能量造成了生命的前体分子?以前的研究认为,可能是早期地球上的闪电,但问题是,早期地球上的闪电似乎不太可能自己创造出足够的生命前体分子。因此,一些科学家提出了这样的假设:早期的太阳并不像我们今天看到的那样稳定,它经常有强烈的超级射线,向周围的空间喷射出大量的高能粒子,这些粒子有时会击中地球的大气层,引发剧烈的化学反应,在早期地球上产生大量的前体分子。这项研究的目的是为了测试这一假说。在这项研究中,科学家们将与地球原始大气层组成相似的气体混合物放在一个容器中,用高能质子束不断轰击它,模拟来自原始太阳的高能粒子流。

作为比较,他们还将同样的气体混合物放在另一个容器中,用电火花激发该混合物,以模拟早期地球上的闪电效应。参与研究的科学家指出,结果是迷人的,因为研究人员发现,生命的前体分子,如氨基酸和羧酸,在两个容器中都产生了,但相比之下,高能质子束在促进这些分子的产生方面比电火花更有效。相比之下,高能质子束比电火花更有效地促进了这些分子的产生。进一步的研究表明,在高能质子束轰击下,只需要0.5%的甲烷浓度就能产生氨基酸,而电火花至少需要15%的甲烷浓度才能产生氨基酸,更重要的是,即使是15%的甲烷浓度,高能质子束产生的氨基酸也比电火花产生的氨基酸多出大约六个数量级。

根据这项研究的估计,在早期高能太阳粒子通量的轰击下,平均每年每平方厘米可积累约0.1微克的氨基酸和0.3微克的羧酸,虽然这个数量看起来很小,但如果考虑到地球表面约有5.1亿平方公里,而且这个过程已经持续了数亿年,就可以积累足够的生命的前体分子。因此,这项新的研究表明,来自早期太阳的高能粒子流一定是早期地球上创造前体分子的主要外部能量来源,相比之下,闪电可能也在其中发挥了作用,但它们的贡献可能比以前认为的更大。

科学家们认为,尽管这项研究的结果表明,闪电可能在其中发挥了作用,但它们的贡献可能比以前认为的要小得多。科学家认为,尽管需要更多的实验和证据来验证这项研究的结果,但它为地球上生命的起源提供了一个新的视角,也许太阳不仅是地球上生命的维持者,也是地球上生命的创造者。地球是圆的。

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