小行星贝努样本改写了生命来源的故事

揭橥在《美国国度科学院院刊》（PNAS）上的新成果指出，“贝努”样本中部分氨基酸并非按照科学界经久假定的方法形成。研究显示，它们很可能出生于极端严寒、辐射强烈的冰质情况之中，而不是在存在暖和液态水的情况里生成。这一结论意味着，生命“积木”——氨基酸的形成前提，比以前想象的要宽松和多样得多，宇宙中可能有更多看似严格的角落，依然具备孕育生命原料的潜力。

氨基酸可以连接形成蛋白质，而蛋白质几乎介入了所有生物功能，从搭建细胞构造到催化化学反响无所不包。甘氨酸构造简单、生成门路多样，是以假如在彗星或小行星上发明它，往往会强化如许一种假想：生命最初的一部分化学原料，可能早在行星形成之前就已在星际空间中合成，并经由过程陨石和尘埃输送到年青的地球外面。

论文的合营第一作者、宾州州立大年夜学地球科学系助理研究传授艾莉森·巴钦斯基（Allison Baczynski）表示，这一发明“颠覆了我们对小行星上氨基酸生成方法的传统看法”，注解氨基酸并不局限于在暖和含水情况中形成，而是能在多种不合路径和前提下出生。

为了揭开“贝努”尘埃中化学成分的机密，研究团队仅应用了约“一茶匙”的名贵样本，并依托特制仪器对个中的同位素构成展开精细分析。这些仪器可以或许测量元素原子质量中极渺小的差别，为追踪化学反响汗青供给“指纹”线索。此次分析的重点放在最简单的氨基酸——甘氨酸（glycine）上，这种仅由两个碳原子构成的分子被视为追溯前生命化学的重要标记物。

在以前的主流模型中，科学家广泛认为氨基酸重要经由过程所谓“斯特雷克合成”（Strecker synthesis）生成：氢氰酸、氨以及醛或酮在液态水情况中产生反响，从而形成氨基酸分子。然而，“贝努”的样本给出的同位素特点却指向另一条截然不合的门路。研究人员发明，这些甘氨酸的同位素比例与经典水相化学路径不符，更相符在低温冰层中、在强烈辐射照射下经历复杂反响所产生的成果，暗示它们可能来源于早期太阳系外侧冰冷区域。

巴钦斯基指出，宾州州立大年夜学对分析仪器进行了专门改革，使其具备在极低丰度有机物中测定同位素的才能；若没有这一技巧冲破，此次发明很可能根本无法实现。介入研究的团队成员包含地球科学传授克里斯托弗·豪斯（Christopher House）、“伊万·普格大年夜学传授”凯瑟琳·弗里曼（Katherine Freeman）、博士后研究员奥菲莉·麦金托什（Ophélie McIntosh）以及地球科学博士生米拉·马特尼（Mila Matney）等。

为了进一步懂得“贝努”上氨基酸的独特点，研究人员将其与有名的墨尔本郡陨石——莫奇森陨石（Murchison）中的氨基酸进行了比较。莫奇森陨石于1969年坠落在澳大年夜利亚，一向是研究碳质陨石中有机分子的“标杆”样本。比较显示，两者之间存在光鲜差别：莫奇森陨石中的氨基酸同位素特点注解，它们更可能形成于有液态水、温度相对平和的情况，如许的前提既可能在陨石母体上存在，也与早期地球上的情况类似。

麦金托什指出，氨基酸之所以至关重要，是因为科学界广泛认为它们在地球生命来源过程中扮演了核心角色。此次研究发明，“贝努”样本中的氨基酸与莫奇森陨石中氨基酸的同位素模式截然不合，这注解它们的母体天体很可能出生于化学情况彼此差别巨大年夜的太阳系区域。这进一步强化了一个不雅点：早期太阳系内部存在多种不合化学“生态位”，为生命原料的生成供给了多元舞台。

研究还抛出了新的谜题。氨基酸分子平日存在两种互为镜像的“手性”情势，类似人类的左手和右手。人们本认为，这两种镜像分子在同位素上应当表示出类似特点。然而在此次分析中，“贝努”样本中一种名为谷氨酸（glutamic acid）的氨基酸，其阁下手性格势在氮同位素构成上出现了明显差别。为何化学上几乎完全雷同、仅在空间构型上镜像的分子，会留下如斯不合的同位素“签名”？这一问题今朝尚无谜底。

科学家们认为，弄清这种差别背后的原因，可能为我们懂得生命构件在太阳系遍地的生成与演变，打开新的窗口。巴钦斯基坦言，今朝“问题比谜底更多”，团队筹划持续分析更多不合来源的陨石样本，考验它们的氨基酸是否出现类似莫奇森和“贝努”的差别，或者会展示出加倍多样的形成门路和情况。

这项研究由包含NASA新前沿筹划（赞助“OSIRIS-REx”义务）在内的多个项目供给经费支撑，并获得美国宇航局哥达德太空飞翔中间的相干科研合作项目以及CRESST II伙伴筹划的赞助。合作者还包含NASA哥达德太阳系摸索部分的多位科学家，以及罗文大年夜学、美国天然汗青博物馆和亚利桑那大年夜学月球与行星实验室的研究人员，个中“OSIRIS-REx”首席研究员但丁·劳雷塔（Dante S. Lauretta）亦在作者之列。

总体而言，“贝努”尘埃样本所揭示的，是一个比想象中加倍“宽容”的宇宙：在远离恒星、冰冷而充斥辐射的空间深处，生命基石也可以悄然成形。这一熟悉不仅拓展了人类对地外生命可能性的想象，也为“我们从何而来”这一根本问题，增加了全新的视角。