陨石中开掘的氰化学物理有非常大概率为生命起点提供线索,推动了罗睺上的有机碳合成

威澳门尼斯人36366com 1

点击“国家空间科学中心”可以订阅哦!

火星的有机碳可能源于一系列的海水液体和火山矿物质之间的电化学反应,根据由发表在卡内基的安德鲁斯蒂尔领导的一个小组三个火星陨石新的分析科学进展。

氰化物和一氧化碳对人类来说均为致命毒药,但也可能为生命起源提供线索。美国博伊西州立大学和美国国家航空航天局的一组科学家在高碳陨石中发现含有铁、氰化物和一氧化碳的化合物,这些化合物可能为早期地球上的生命提供了动力。陨石中发现的地外化合物与氢化酶的活性位点相似,氢化酶是通过分解氢气
为细菌和古生菌提供能量的酶。他们的研究结果表明,这些化合物也存在于生命还未诞生前的早期地球上,当时地球不断受到陨石的撞击,大气中可能含有更多的氢。

该小组对落入地球的三颗火星陨石 – Tissint,Nakhla和NWA 1950 –
的分析显示,它们含有的有机碳清单与火星科学实验室的火星探测任务检测到的有机碳化合物非常一致。

威澳门尼斯人36366com 2

2012年,斯蒂尔领导的一个团队确定10颗火星陨石中的有机碳确实来自红色星球并且不是由于地球污染,而是有机碳没有生物来源。这项新工作将他的研究带到下一步

画家笔下关于流星撞击古老地球的概念图。

  • 试图了解火星的有机碳是如何合成的,如果不是生物学的话。

一些科学家认为,这些撞击可能带来了水和其他对地球上生命诞生有用的分子。

有机分子含有碳和氢,有时包括氧,氮,硫和其他元素。有机化合物通常与生命有关,尽管它们也可以通过非生物过程产生,这被称为非生物有机化学。

版权:NASA戈达德太空飞行中心概念图像实验室

斯蒂尔说:揭示有机碳化合物在火星上形成的过程对于了解其可居住性的潜力非常重要。

位于美国爱达荷州博伊西市的博伊西州立大学的资深研究员凯伦•史密斯(Karen
Smith)博士解释道:“当大多数人想到氰化物时,他们脑海中浮现的是间谍电影的场景:一个人将药丸吞下,口吐白沫奄奄一息,但氰化物也可能是构成生命所需分子必不可少的化合物。”氰化物是指带有氰基的化合物,其结构由一个碳原子和一个氮原子通过叁键相连接。氰化物被认为对于生命起源而言至关重要,因为它参与了生成氨基酸和碱基等有机化合物的非生物合成,而这正是所有已知生命形式都使用的蛋白质和核酸的组成部分。

他和他的合着者深入研究了这三种火星陨石的矿物学。使用先进的显微镜和光谱学,他们能够确定陨石的有机化合物可能是由火星岩石中的矿物质通过周围的咸液体盐水的电化学腐蚀产生的。

Smith在6月25日的《自然通讯》杂志上发表了一篇关于这项研究的论文。Smith和该论文的共同作者,美国博伊西州立大学的助理教授迈克•卡拉汉(Mike
Callahan),共同研发了新的分析方法来提取并测量陨石中古代氰化物的痕迹。他们发现这些含有氰化物的陨石均属于一组被称为CM型碳质球粒陨石的高碳陨石。经测试发现包括火星陨石在内的其他类型陨石,均不含氰化物。

发现自然系统基本上可以形成一个小的腐蚀动力电池,驱动矿物质和周围液体之间的电化学反应,这对天体生物学领域具有重要意义,斯蒂尔解释说。

威澳门尼斯人36366com,论文的另一位共同作者,位于美国马里兰州格林贝尔特市的NASA戈达德太空飞行中心的杰森•德沃金(Jason
Dworkin)说:“根据NASA的奥西里斯-雷克斯(OSIRIS-REx)航天器收集的数据表明,氰化物与CM型碳质球粒陨石有关。OSIRIS-REx航天器将于2023年从小行星贝努携带样本返回地球用于研究。我们将从这些样品中寻找氰化物,努力寻找小行星Bennu与已知的陨石之间的联系,并试图了解氰化物等前生物化合物的潜在传递途径,这些化合物可能有助于在早期地球或太阳系其他天体上萌发生命。”

类似的过程可能发生在任何地方,火成岩被盐水包围,包括木星的月亮欧罗巴的地下海洋,土星的卫星土卫二,甚至地球上的一些环境,特别是在这个行星的历史早期。

此前也曾在陨石中发现氰化物。然而,在这项新研究中,Smith和Callahan惊讶地发现氰化物和一氧化碳形成配体后与铁离子结合,在陨石中形成稳定的化合物。他们用高分辨率液相色谱-质谱联用技术在陨石中鉴别出两种不同的氰基-羰基铁络合物。Callahan表示:“我们研究中最有趣的发现之一是,这些氰基-羰基铁络合物与氢化酶活性位点的某些部分相似,而氢化酶活性位点的结构非常独特。”

该团队包括卡内基的Pamela Conrad和王建华;Liane Benning,Richard
Wirth和德国地球科学研究中心的Anja
Schreiber;瑞典RISE研究所的SandraSiljestrm;美国宇航局约翰逊航天中心的Marc
Fries和Francis McCubbin;伦斯勒理工学院的Karyn
Rogers;美国宇航局戈达德太空飞行中心的Jen Eigenbrode;A.
USRA科学技术研究所的Needham;劳伦斯伯克利国家实验室的David
Kilcoyne;和利兹大学的Juan Diego Rodriguez Blanco。

威澳门尼斯人36366com 3

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注