氰化物陨石带给地球生命种子？

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氰化物陨石带给地球生命种子？

流星击中古代地球的艺术图。有些流星可能富含氰化物，古细菌和细菌体内的酶中也发现了这种氰化物。

小行星“贝努”可能是一个CM球粒陨石天体。在地球还处于早期时，像这样的含氰化物的陨石可能在地球播下了生命的化学成分。

今日视点

本报记者 刘 霞

关于生命起源的一个永恒的谜是，生命是如何从非生物化学过程中产生的？一项最新研究指出，氰化物或许在其中起了重要作用。

说到氰化物时，大多数人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。但这项新研究称，氰化物也可能是构成地球生命所需分子必不可少的化合物，它可能“乘坐”陨石来到地球上，参与了氨基酸和碱基等有机化合物的非生物合成，最终导致地球生命的诞生。

据美国趣味科学网站6月28日报道，美国博伊西州立大学迈克尔·卡拉汉带领团队进行了一项新研究，对一组特殊的原始陨石样本进行分析，发现其中均含有氰化物。在现代细菌和古细菌体内名为氢化酶的酶中，他们也发现了同样类型的结构。这可能表明，地球生命要么来源于陨石，要么早期地球的地质情况形成了同样的氰化物。

在陨石中寻找氰化物

2011年，卡拉汉和同事发表了一篇论文称，他们在陨石中发现了核碱基——一类含氮碱基。之后，他们开始在太空岩石中寻找氰化物。

像鸟嘌呤或腺嘌呤一样，核碱基是DNA的基本组成部分。卡拉汉说，核碱基的化学反应及其母体小行星似乎依赖氰化物作为反应物。但他并不确信能在陨石上找到任何氰化物，即使它们曾经存在过。他说，氰化物具有极强的反应性，很可能在降落到地球之前就已被消耗和转化完。

但研究共同作者、博伊西州立大学分析化学家凯伦·史密斯对此并不认同。

于是，他们收集并测试了陨石样本——大部分在南极洲发现。其中5颗陨石是一种特殊的碳质球粒陨石，被称为CM球粒陨石，它包含有核碱基以及其他生物基本构成成分，如氨基酸。其中一块CM球粒陨石是著名的“默奇森陨石”，这块陨石于1969年9月28日降落于澳大利亚维多利亚州默奇森附近。

卡拉汉说，令人惊讶的是，每个CM球粒陨石都含有氰化物；而包括据信拥有外星生命证据的火星陨石在内的其他陨石，均不含氰化物。“当你研究这些原始陨石时，就像跳进一台时间机器，你可以回到过去并研究这些古老的材料，然后你会发现这些氰化物与生命和古代生物学的联系。”

氰化物或参与地球生命起源

氰化物似乎已经在太空中存活了数十亿年，并且有些来到了冰冷的南极洲。研究人员发现，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。卡拉汉说：“这是非常经典的无机化学。”

卡拉汉补充说，无论氰化物如何稳定，它也可以从陨石中释放出来，这使它有望成为生命起源故事中一个有趣的参与者。在地球诞生初期，当太空陨石经常撞击地球时，水和紫外线“携手”，可能会让氰化物从陨石中释放出来。通过这种方式，陨石让可用的氰化物增加，使最终产生活细胞的化学反应得以发生并顺利进行。

卡拉汉说，另外还有一种可能性：早期地球的氰化物可能是在地球上土生土长的。但如果是这样的话，它可能会以与在陨石上非常相似的方式形成。另一个有趣的惊喜是，陨石中的一氧化碳、铁和氰化物同地球上一些最古老生命群、古菌和细菌的部分酶之间具有奇怪的相似之处。

所有细菌和古细菌都含有氢化酶——通过分解氢气为细菌和古细菌提供能量的酶。这些酶的活性位点与陨石中的氰化物结构相同，卡拉汉认为，“也许这些陨石化合物是这些活性位点的前体”。

这一点目前还没有得到证实，但研究小组计划进一步研究陨石化学。他们把希望寄托于美国国家航空航天局的“源光谱释义资源安全风化层辨认”探测器，它将从小行星“贝努”采集样本并在2023年将样本送回地球。

卡拉汉说，“贝努”可能是一个CM球粒陨石天体。他们将从这些样品中寻找氰化物，努力揭示“贝努”与已知陨石之间的联系，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。

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