“微閃電”可以幫助解決關(guān)于生命如何開(kāi)始的關(guān)鍵問(wèn)題

生活的基石可能還沒(méi)有在暴風(fēng)雨的閃電中制作，一項(xiàng)新的研究表明，就像在翻滾的海洋薄霧的無(wú)休止的光芒中一樣。

斯坦福大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明，一種他們稱(chēng)之為“微閃電”的現(xiàn)象能夠產(chǎn)生生命所必需的有機(jī)化合物，從而對(duì)長(zhǎng)期爭(zhēng)議的米勒-尤里現(xiàn)象進(jìn)行了溫和得多的解釋生物發(fā)生模型.

他們的實(shí)驗(yàn)表明，帶電水滴噴霧可以在微小的光火花中交換電子，并充分電離周?chē)諝庵械臍怏w，從而促進(jìn)碳和氮結(jié)合成更大的化合物。

盡管這些發(fā)現(xiàn)無(wú)法解釋堿性分子的混合物是如何融合到第一個(gè)復(fù)制細(xì)胞中的，但它們構(gòu)成了還有一條可能的道路對(duì)于化合物的合成它們構(gòu)成了蛋白質(zhì)和 DNA 的基礎(chǔ)。

“帶相反電荷的水微滴之間的微放電使之前在 Miller-Urey 實(shí)驗(yàn)中觀察到的所有有機(jī)分子，”說(shuō)資深作家和化學(xué)家 Richard Zare。

“我們提出，這是構(gòu)成生命組成部分的分子益生元合成的一種新機(jī)制。”

1952 年中，美國(guó)化學(xué)家斯坦利·米勒在諾貝爾獎(jiǎng)獲得者哈羅德·尤里 （Harold Urey） 的監(jiān)督下進(jìn)行了一系列現(xiàn)在著名的實(shí)驗(yàn)。

米勒通過(guò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備循環(huán)使用熱水和甲烷、氨等簡(jiǎn)單氣體的混合物，證明了通過(guò)施加電火花可以產(chǎn)生各種氨基酸。

雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性對(duì)地球的古老條件進(jìn)行了激烈的爭(zhēng)論，但 Miller-Urey 研究是尋求描述包括碳、氫和氮在內(nèi)的簡(jiǎn)單元素如何在沒(méi)有現(xiàn)有生命形式的指導(dǎo)的情況下以復(fù)雜的方式聚集在一起的里程碑。

閃電可以提供這些化學(xué)反應(yīng)所需的能量，但我們星球的海洋廣闊而深邃。為了將它們變成一團(tuán)充滿潛力的有機(jī)酸湯，天空需要因億萬(wàn)年的電活動(dòng)而噼啪作響。

靈感來(lái)源最近的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水微滴之間的電壓可以將氮固定成氮氧化物，Zare 和他的同事們進(jìn)行了自己的研究，以發(fā)現(xiàn)蒸汽云中的真正力量。

他們對(duì)聲懸浮水滴的高速成像揭示了每當(dāng)電子在不同大小和電荷的質(zhì)量之間跳躍時(shí)，就會(huì)發(fā)射光子。研究人員將這種效應(yīng)稱(chēng)為微閃電。

盡管這些閃光很小，但它們暗示著在一個(gè)狹小的空間里集中了大量的能量。

研究人員將霧氣噴入氮?dú)狻⒓淄?、氨和二氧化碳的氣體混合物中，觀察了更大分子的形成，其中包括核酸尿嘧啶、氨基酸甘氨酸和氰化氫——這是其他有機(jī)構(gòu)建單元湯的前體。

這并不排除生命化學(xué)前體形成的無(wú)數(shù)其他可能途徑，無(wú)論是來(lái)自閃電，還是隕石撞擊的沖擊或已送達(dá)在彗星的背上.

如果有的話，它可能表明生物化學(xué)在整個(gè)宇宙中是不可避免的。無(wú)論在哪里，水在正確的氣體中被攪打成霧狀，我們都可能期望生命有機(jī)會(huì)聚集。

“在早期的地球上，到處都是水噴——噴到裂縫中或撞擊巖石，它們會(huì)積聚并產(chǎn)生這種化學(xué)反應(yīng)，”說(shuō)扎雷。

“我認(rèn)為這克服了人們對(duì) Miller-Urey 假說(shuō)的許多問(wèn)題?！?/p>

這項(xiàng)研究發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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