地球上生命或源于檸檬酸循環(huán)
地球上的生命到底如何而來(lái)?這是人類(lèi)幾大未解之謎之一。為回答這一問(wèn)題,美國(guó)科學(xué)家提出了一種新理論——檸檬酸循環(huán),這一過(guò)程可能于約40億年前開(kāi)始,而且隨著時(shí)間的推移,參與分子不斷演化。研究發(fā)表在9日出版的《自然·通訊》雜志上。
該研究資深作者、斯克利普斯研究所(TSRI)化學(xué)副教授拉曼納拉亞南·克里希那慕爾博士說(shuō):“生命起源問(wèn)題對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)黑盒子,但如果你關(guān)注化學(xué)反應(yīng),它就不那么令人生畏了。”
研究人員表示,每個(gè)需氧有機(jī)物,從火烈鳥(niǎo)到真菌,都依賴(lài)檸檬酸循環(huán)釋放細(xì)胞中存儲(chǔ)的能量。此前,研究人員設(shè)想,早期生命和現(xiàn)代生命的檸檬酸循環(huán)使用同樣的分子,但問(wèn)題在于,這些生物分子非常脆弱,在地球的頭10億年里根本就不存在,因此循環(huán)中的化學(xué)反應(yīng)也不存在。
新研究認(rèn)為,兩個(gè)非生物循環(huán)——HKG循環(huán)和丙二酸循環(huán),可能攜手啟動(dòng)了檸檬酸循環(huán)的原始版本,這兩個(gè)循環(huán)使用的反應(yīng)與檸檬酸循環(huán)中的a-酮酸和b-酮酸的基本化學(xué)反應(yīng)相同。當(dāng)研究人員進(jìn)行這些反應(yīng)時(shí),他們發(fā)現(xiàn),其可以產(chǎn)生氨基酸以及二氧化碳,這也是檸檬酸循環(huán)的最終產(chǎn)物。研究人員認(rèn)為,隨著酶等生物分子的出現(xiàn),它們可能會(huì)在這些基本反應(yīng)中取代非生物分子,從而使反應(yīng)更精細(xì)和高效。
克里希那慕爾解釋稱(chēng),隨著時(shí)間推移,化學(xué)反應(yīng)可能保持不變,只是參與反應(yīng)的分子的性質(zhì)發(fā)生了變化,分子變得更復(fù)雜。而且使這些反應(yīng)更合理可信的是,這些反應(yīng)的中心是一種叫做乙醛酸的分子,研究表明,它可能在早期地球上出現(xiàn),也是現(xiàn)在檸檬酸循環(huán)的一部分。
克里希那慕爾表示,還需要做更多研究,看看這些化學(xué)反應(yīng)如何能像今天的檸檬酸循環(huán)那樣可持續(xù)。
總編輯圈點(diǎn)
“我是誰(shuí)?”“我從哪里來(lái)?”究竟誰(shuí)按下了地球生命的啟動(dòng)按鈕,科學(xué)界仍在根據(jù)各種假設(shè)和線索孜孜探求,但總也摸不到頭。理解生命起源,成了從宇宙探測(cè)到海洋深潛,從生物、化學(xué)到考古學(xué)、遺傳學(xué)等科學(xué)研究的終極目的。雖然路漫漫,但在試圖解開(kāi)謎底的過(guò)程中,科技文明就這樣積累起來(lái)了。
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