論文第一作者、卡文迪什實驗室和MRC LMB聯(lián)合培養(yǎng)的博士后研究員保羅·瑞默說:“這項工作使我們能縮小搜索生命的最佳位置,,它讓我們更接近于解決我們在宇宙中是否孤獨這一問題,。”
足夠的紫外線很重要
論文共同作者約翰·薩瑟蘭教授此前曾開展了一項關(guān)于地球生命化學(xué)起源的研究,,并在2015年發(fā)表論文指出,,氰化物雖然是一種致命的毒藥,但實際上也是孕育地球生命的原始湯中的一種關(guān)鍵成分,。他們提出一個假設(shè):撞向年輕地球的隕石帶來的碳,,與大氣中的氮相互作用形成氰化氫。氰化氫天女散花般撒到地球表面,,而太陽紫外線提供的能量,,使其在地球表面以各種方式與其他元素相互作用。這些相互作用產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)生成了RNA的基礎(chǔ)組成成分,。
在實驗室中,,薩瑟蘭的團(tuán)隊在紫外燈下重建了這些化學(xué)反應(yīng),并生成了脂質(zhì),、氨基酸和核苷酸前體,,這些都是活細(xì)胞的必需成分。
瑞默說:“我無意中看見了這些實驗,,作為一名天文學(xué)家,,我的第一個問題始終是:你使用的是什么樣的光,而他們這些化學(xué)家沒有真正思考過這一問題,,于是,,我開始測量他們的燈發(fā)出的光子的數(shù)量,然后意識到,,接下來應(yīng)該將這種光與不同恒星發(fā)出的光進(jìn)行比較,。”
兩個小組合作進(jìn)行了一系列實驗,,測量當(dāng)暴露于紫外線時,,氰化氫和水中的亞硫酸氫根離子能以多快的速度形成生命的基本組成部分。然后,,他們在沒有光的情況下進(jìn)行了相同的實驗,。結(jié)果表明,在黑暗中,,氰化氫和亞硫酸氫鹽一起生成了惰性化合物,,其不能用于形成生命的基本組件;而在光下進(jìn)行的實驗確實產(chǎn)生了生命的必要組成部分,。
隨后,,研究人員將光化學(xué)與暗化學(xué)相比較發(fā)現(xiàn),與太陽相同溫度的恒星會發(fā)出足夠多的光線,,激活化學(xué)反應(yīng),,讓生命的基本組成部分得以在其行星表面形成;而冷恒星不會產(chǎn)生足夠的光線來生成這些生命的組成部分,,除非它們擁有周期性的強(qiáng)大的太陽耀斑,,一步一步推動化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。