我们所知的生命可能起源于一个古老寒冷的宇宙云

一幅插图描绘了一个拥有生命前分子的云可能的样子。(图片鸣谢:uux.cn/Jurik Peter/Shutterstock.com)

（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（基思·库珀）：新的实验室实验显示，氨基酸可以在星际分子气体云的寒冷条件下形成，这进一步证明了我们所知的生命的基本组成部分来自深空。

通过冷冻二氧化碳和氨来模拟星际冰，然后将这些冰慢慢加热到62开尔文(–211摄氏度，或–348华氏度)，科学家们能够创造出氨基甲酸。

氨基甲酸是一种简单的氨基酸。在生物化学中，它可以与磷酸单位连接形成分子，如氨甲酰磷酸，氨甲酰磷酸在尿素循环中很重要，也可以作为各种核碱基和其他氨基酸的前体，而核碱基和其他氨基酸是蛋白质的组成部分。

由夏威夷大学马诺阿分校和台湾国立东华大学的科学家领导的这项发现，加强了地球生命的组成部分——氨基酸、糖、蛋白质，甚至更复杂的有机分子——在被送到地球之前在太空中形成的理论。

“氨基酸有可能在冷分子云中形成，我们的实验室实验提供了证据，”夏威夷大学的Ralf Kaiser，这项新研究的高级作者之一，告诉Space.com。"我们证明了二氧化碳和氨仅仅通过加热就能形成氨基甲酸."

在陨石中已经检测到了很多氨基酸，而罗塞塔任务在彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科中检测到了氨基酸甘氨酸；在日本隼鸟2号飞行任务从小行星Ryugu返回地球的物质样本中也发现了氨基酸。

2023年3月发表的研究发现，像这样的小行星可能已经获得了氨基酸，这些氨基酸是由最终产生我们太阳的前太阳星云中的电离化学形成的。以前的实验也成功地从星际冰的类似物中产生了氨基酸，这些类似物与被称为银河宇宙射线的电离辐射相互作用。

然而，新的结果首次表明，即使没有电离辐射，氨基酸也可以形成，并且还为氨基酸可以形成的温度设定了下限。这一发现进一步表明，甚至在太阳和行星出现之前，生命的基本构件就已经形成了。

唉，到目前为止，还没有证实在星际分子云中检测到氨基酸，今年夏天声称在一千光年外的分子云中检测到氨基酸色氨酸，这是创造蛋白质所必需的氨基酸之一，但后来被推翻了。

凯泽说:“到目前为止，唯一检测到氨基酸的地方是在彗星和陨石中。”。

然而，就计算而言，新的发现支持了氨基酸应该存在于恒星形成区域的理论。至关重要的是，Kaiser和他的同事们发现，随着分子云从内部萌芽的年轻恒星的能量中升温，实验中产生的氨基甲酸和氨基甲酸铵可以升华形成稳定的气体。

“我们上升到290开尔文(17摄氏度，或62华氏度)，它们在气相中生存，所以它们可以被射电望远镜探测到，”凯泽说。这些射电望远镜包括ALMA，智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列，它一直在对原行星盘进行成像。在这种正忙于形成小行星和原行星的圆盘中检测到氨基酸，将进一步巩固这一理论，即氨基酸诞生于产生恒星和行星的分子云中，然后在它们的气相中被吸积成行星体。

小组讨论的分子图。(图片鸣谢:uux.cn/ACS Cent。Sci。2023)

目前，Kaiser说下一步是在模拟星际云和恒星形成区域的条件下合成其他有机化合物的形成。

“一种可能性是看看更复杂的生物有机分子是否也能在实验室实验中形成，”他说。在最近的一篇论文中，Kaiser和他的同事从氨和乙醛冰的混合物中制造了一种螯合剂。螯合剂将离子与“金属离子”如镁、钾和钠结合。这在细胞生物学中对于运输离子穿过细胞膜非常重要，但通常需要极其复杂的分子来推动这些过程——科学家甚至不确定分子能否在太空中形成。

然而，Kaiser说，他的实验产生了一种更基本的分子，“由氨和乙醛形成的益生元螯合剂提供了一种非常简单和通用的途径，类似于氨基甲酸，以在太空中形成更复杂的系统。”

随着进化生物学家追溯地球上生物化学的进化，随着天文学家进一步了解生命所使用的日益复杂的有机分子是如何在太空中形成的，他们将继续更接近于在中间相遇，并确定地球上生命的起源，甚至更远。

这些发现发表在11月29日的美国化学学会中央科学杂志上。