地球生命到底来自哪里？70亿岁陨石发现DNA成分是怎么回事

2022-05-03 10:05:06 来源：中国文化报道网作者：Admin 分享：

35亿年前，地球出现了单细胞生物，生命计划在这颗岩石行星上延续下去，今天看来，计划成功了，以人类为首的智慧生物高高站在物种顶端，然而一个根本问题困扰着我们，生命起源何处？是地球自身环境从无到有诞生了生命，还是另有它径？

最近这个问题似乎有了可能的答案，根据国际权威学术期刊《自然·通讯》杂志在4月26日发表的一篇论文《Identifying the wide diversity of extraterrestrial purine and pyrimidine nucleobases in carbonaceous meteorites》（识别碳质陨石中外星嘌呤和嘧啶碱基的广泛多样性），日本科学家及其合作团队在陨石中发现了DNA和RNA主要成分的五种碱基，可能是由富碳陨石带来地球的。

团队研究了三块陨石，分别是默奇森陨石（70亿年前形成，比太阳系还古老）、默里陨石和塔吉什湖陨石，他们利用专门针对碱基进行优化的小规模量化先进分析技术，除了此前就发现的三种碱基：鸟嘌呤、腺嘌呤、尿嘧啶，还首次检测到了剩余的两种碱基存在：胞嘧啶和胸腺嘧啶（这也标志着DNA和RNA包含的五种碱基全部在陨石中被发现了）

研究人员表示：DNA不太可能直接在陨石本身形成，它们应该是在星际介质中经光化学反应产生，其后融入了小行星，最后降落地球，这些物质可能有助于地球早期生命分子的发展，对于早期生命出现的遗传学功能可能起到了一定作用。

因此从这个层面来讲，地球现有的生物有可能都是依靠陨石携带的物质和地球自身环境物质共同发展起来的，所以说我们都是外星后代，并不是没有这种可能性的。

什么碱基？意味着什么？

实际上这个问题，咱们在中学生物课上都学过，首先关于DNA和RNA，这两种物质的基本单位分别叫做脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸，这些核苷酸又是由碱基、五碳糖以及磷酸三种物质组成的化合物，而由这些核苷酸单体聚合形成的大分子化合物就被称为核酸（核酸是刚才说的脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的总称）

这两种核苷酸的区别可见上图，形式上一个带核糖，一个带脱氧核糖（两个五碳糖中有个少了一个氧原子），其余都一样。但在碱基种类上有差别，因为各自的碱基并不完全相同，脱氧核糖核苷酸的四种碱基分别为：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），而核糖核苷酸的四种碱基不包含胸腺嘧啶，取而代之的是尿嘧啶（U）。

其次在提到DNA、RNA这些东西时，想必大家就会很自然地想到基因、遗传等等名词，简单来讲DNA提供合成RNA和蛋白质的必要遗传信息，而RNA则主要负责引导蛋白质的合成（有些病毒则完全是由RNA携带遗传信息，不过大多数生物的基因都由DNA构成），而蛋白质则是各种生命活动的参与者，总的来说，一个生物个体的形成，其根源就是从DNA和RNA的运作开始的。

作为科普而言，上述知识也都是中学生物的重述，不再多言，总之只需明白一句话：碱基是构成DNA和RNA的重要成分，而且在DNA和RNA的复制、转录、翻译过程中都要遵循碱基互补配对原则。

因而科学家们在陨石身上能发现五种碱基，而这些陨石有的年龄已高达70亿年之久，这比将近50亿岁高龄的太阳系还要古老，这件事本身就让人感到激动，所以科学家才会说这些太空的外来物很可能帮助了地球早期生命分子的发展。

化学起源和地外天体携带学说

为何说是帮助了地球生命发展呢？因为曾有一项非常著名的实验，模拟了地球早期环境下能够诞生一些诸如氨基酸等有机物质（蛋白质的基本组成单位就是氨基酸），这就是“米勒—尤里实验”。

我们知道地球的年龄与太阳系相仿，大约为46亿岁，然而早期地球环境却与今天有着天壤之别，为了验证地球早期生命诞生的可能，在上世纪50年代，由美国科学家哈罗德·尤里以及斯坦利·米勒，设计了这样一个实验：

将甲烷、氢气、氨气等物质放在一个含水的密闭容器内，通过在内部不断放电（模拟闪电），以此来还原地球早期大气环境，在持续一周实验后，科学家们在底部液体中发现了大量有机物存在，比如氨基酸，甚至是糖类等一些能构成核酸的物质也出现了，因此他们认为在原始地球的环境下，是可以产生一些有机小分子物质的。

而之后这些物质在原始海洋中经过亿万年的时间，最终诞生出了生命，这一假说又被称为化学起源说（人们至今还没在实验室造出生命）。

实际上有关生命起源的假说还有不少，排除一些明显不符合科学的，比如神创说、自然发生说（物体之间的变化，比如落叶落地变成鸟，入水变鱼），剩下的基本上也就是两类，一个是化学演变，另一类是地外物体携带。

但综合来讲，化学演变和地外物体携带是可以融合在一起的，因为在地球这46亿年的历史中，像如今稳定的地表地外环境是少有的，因为早期的地球时刻面临陨石袭击、地震火山频发等内外部因素，而米勒—尤里实验验证了原始地球能够产生有机小分子，而陨石袭击很可能会加速这个什么生命诞生过程，因为陨石也能携带有机分子，甚至是5种类型的碱基（这就是开头给出的结论）。

以具有70亿年历史的默奇森陨石为代表，这颗于1969年在澳大利亚维多利亚州默奇森附近发现的陨石，是目前世界上被研究最多的陨石之一，其自重超过100公斤，目前已经在其内部发现了超过一百种氨基酸（看见没，不但原始地球环境能自己生成氨基酸，陨石也能携带多种多样的氨基酸）。

默奇森陨石

也就是说在这些基础上，自然环境中已然具备蛋白质和核酸出现的条件，那么生命的诞生可能就仅仅是时间问题了（最好的证据就是现在地球上生机勃勃的景象），最好可能会有朋友要问，为什么不能是陨石上面直接带来了生命体呢？

简单来讲，这实际上还是涉及了生命起源，毕竟陨石上原有的生命体又是哪来的呢？

拓展：何为生命？

人类追溯生命的起源，在另一个角度上也是为了在宇宙中寻找生命，然而这也对“何为生命”这样一个似乎很简单的事实带来了思考。

无论如何，我们必须承认这样一个事实，现有的所谓的生命的定义都是基于地球模式得出的，也就是所谓的“具有能量代谢功能，能回应刺激及进行繁殖的开放性系统”，也就是能吸收环境养分，对环境刺激作出回应，最后还能进行繁殖。

然而宇宙那么大，单单是可观测宇宙，其直径就在920亿光年，虽然物理上有物理规律普适性的先提设置，但我们似乎也将生命规律普适性强加到了整个宇宙，即便这是在当前科技水平下能够最准确寻找到生命存在的标准。

但遗憾的是，就和梦境一样，人类一般是不会在梦境中出现具体的未知事物，就比如你让古人梦到手机电脑一样，因此“何为生命”，似乎就成了人类基于现有事实或科学基础原理发现或推演才能得出的结论。

这样的问题似乎成了一个哲学问题，举个例子，比如恒星的一生，如果依照地球生命的定义，也会有下面三个过程：

吸收环境养分阶段：一团星际分子云受周围宇宙环境的变化，触发了引力坍缩过程，其中一部分形成了我们的太阳系这样的行星系统，而太阳自身也吸收了整个太阳系绝大部分物质

对环境刺激作出回应：最终引发核聚变，直到内部压力的动态平衡，进入了主序星，最后因内部氢元素不足，而出现外壳膨胀内核收缩现象（外层氢在燃烧，而内核氦还不够点燃核聚变，只能在引力作用下收缩直至点燃核聚变），最终在自身质量的决定整个过程会发生几次，上限是聚变至铁元素结束

能够进行繁殖：最后会在一场爆发中死亡，留下的残骸就是白矮星、中子星或黑洞，而爆发的物质则为下一代星系提供原料

但你会说恒星是生命吗？显然不会，因为它没有自由意识，但何为自由意识，地球生物难道都具备？所以超出地球生命而言，生命原本就是一个极广泛的定义。

此外我们还要记住，科学从来不是为了解释世界而存在的，它只是人类更好地描述世界的存在，因为宇宙的存在是一个客观事实，不论什么科学都无法改变的事实，因此科学只是为了更好更准确的描述它。