像贝努这样的太空岩石含有糖等基本遗传成分,这些成分被爆炸性地运输,为早期地球提供了另一种有利于生命的物质来源。
核糖就是这样一种生物糖,其中一些可能在陆地过程开始产生核糖之前就来自太空。
RNA(核糖核酸)中的 R 在物理上构成了其主链,而修改后的版本为 DNA(脱氧核糖核酸)提供了骨架结构。
DNA 更为出名,但虽然它安全地存储在我们细胞的细胞核中,但单链 RNA 会前往人体的工作场所共享基因组信息、制造蛋白质并调节基因活动。

但有一个问题:核糖不稳定。就像食糖一样,热量和其他因素会将其变成焦糖——不是一种美味的产品,而是一种类似树脂的产品。
尽管我们人类自己含有(并创造)了许多类似粘稠物质的物质,但这并不理想。
然而,这可能不会带来更多问题:生命科学家报告了地球化学难题的潜在突破,旨在解释化学如何成为生物学以及生命如何从粘土中出现。
根据一项新研究 科学报告澳大利亚新南威尔士大学的天体生物学家和化学家发现,一种简单的元素物质核糖可以防止古代核糖发生焦糖化,而核糖本身有助于提供这种物质。
这种元素就是准金属硼,也是火星上长期蒸发的水的痕迹。
当核糖和硼化合物相遇时,它们形成复合物。

但硼的可用性也不稳定。它可以被钙等物质从水中拉出并锁在岩石中,因此对生命形式的生长毫无用处。
因此,过去二十年的许多研究探索了核糖体相互作用的各种情况。
然而,研究人员指出,根据他们的方法,其中一些“实验可能无法反映真实的早期地球环境”。
因此,除了标准实验室硼砂之外,他们还使用了常见的含硼矿物:核沸石、硬硼酸钙石和钠硼解石(其中含有钠、钙或两者)来测试硼是否溶解在水中,具体取决于矿物的类型。
他们在不添加核糖和添加核糖的情况下进行了这项实验,并以前者作为对照。
因此,核糖的添加显着改变了硼和钙之间的相互作用。
虽然钙消除了顽固不溶性结石的负担,但通过引入核糖将这种串联变成化学三角恋提供了一种可溶性解决方案。
核糖帮助将研究人员使用的所有四种矿物质从其岩石监狱中吸入水中,并且对于含钙的矿物质特别有效。

研究小组随后使用从印度拉达克普加高地热液系统收集的一块“蒸发地壳”重复了该实验,作为早期地球的化学模拟。
当他们将这种物质放入不含核糖的水中时,会释放出一定量的硼。当他们添加核糖时,水中硼的含量增加了约 60%。
研究人员随后研究了降解的核糖是否可以提高硼的溶解度。
他们通过热和碱或化学方法“焦糖化”核糖后,发现溶液中硼的绝对量仅略有增加。
尽管添加焦糖核糖后硬硼酸钙石中的硼浓度增加了 50%,但这种增加产生了与新鲜核糖相同的矿物质(硼含量多约 3.5 倍),这表明新鲜核糖更佳。
最后,研究人员同样测试了蔗糖和葡萄糖,发现它们可以提高硼的溶解度,但不如核糖。这可能是因为核糖的分子几何形状特别适合与硼形成稳定的复合物。

因此,研究人员提出了以下循环。
核糖拉动并保护负载,负载随后保护核糖。因此,更多的核糖可能会产生更多的可溶性物质,这可以帮助更多的核糖生存,为 RNA 世界假说以及最终的我们提供基础。
但等一下。该研究还提供了一个有趣的细微差别:硼化合物是双刃剑。它们可以稳定现有的核糖,但过量时它们实际上会首先阻止核糖的形成。
在这种情况下,钙突然成为了恶棍:它可以保持较低的硼水平,因此可以形成核糖,然后可能会实现上述循环。
最后,pH 值的变化(在温泉系统中很常见)可以帮助减轻核糖的负担,使其能够进行其他反应,例如我们的反应。
因此,这项工作证明了使用天然矿物样品而不是纯合成材料的价值,尽管后者有助于保持控制并降低实验复杂性。
因此,我们参考了卡尔·萨根关于我们都是星星的名言——尤其是太空糖果。
当然,我们对糖的甜味的敏感度对健康有很多影响。但也许它也提供了物质支持,帮助我们生存并尝试适度地享受它。
该研究发表于 科学报告。
本文由丽贝卡·戴尔 (Rebecca Dyer) 验证并由丽贝卡·戴尔 (Rebecca Dyer) 编辑。虽然我们对我们的流程感到自豪,但我们只是人类。如果您发现错误,请告诉我们。