NASA的OSIRISREx航天器拍摄了小行星贝努的这张照片。图片来源：NASA戈达德航天中心亚利桑那大学

　　NASA的OSIRISREx任务曾将形成于46亿年前的贝努小行星样本送回地球。科学家们在对样本进行检测后发现，这颗形成于太阳系最早期阶段的小行星含有氨基酸——我们所知生命的基本组成单元。这些氨基酸是DNA中蛋白质和肽的合成基础。从太空中获取到这些物质，证实了科学家们数十年前提出的理论：生命的组成成分来自太空。

　　另一方面，这些分子如何在太空中形成的问题仍然是个谜。但由宾夕法尼亚州立大学科学家主导的一项研究为这个未解之谜提供了一些新的见解。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上，指出其中一些分子可能起源于太阳系形成初期的一个冰冷且具有放射性的环境。这挑战了此前关于氨基酸在早期恒星环境中能够形成的地点和条件的假设。

　　除了宾夕法尼亚大学地球科学系的科学家外，研究团队还包括来自美国天主教大学、美国自然历史博物馆、亚利桑那大学月球与行星实验室、罗文大学地球与环境学院，以及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心太阳系探索部和太空科学与技术研究探索中心（CRESSTII）的天体物理学家和地质学家。

　　AllisonBaczynski（左）是宾夕法尼亚州立大学地球科学助理研究教授，她与宾夕法尼亚州立大学地球科学系博士后研究员OphélieMcIntosh共同领导了这项研究。图片来源：JaydynIsiminger宾夕法尼亚州立大学，CC协议

　　为了分析从小行星收集的微小尘埃样本，研究团队使用了能够测量原子质量细微变化（同位素比率）的定制仪器。具体而言，研究人员重点研究了含两个碳原子的氨基酸甘氨酸，它是最小的氨基酸。不过，这种氨基酸在细胞生物学中发挥着重要作用，它与其他氨基酸结合形成蛋白质。这些细胞负责大部分生物功能，从细胞构建到催化化学反应不等。

　　在宾夕法尼亚州立大学，我们对仪器进行了改进，这使我们能够对甘氨酸等低丰度有机化合物进行同位素测量，宾夕法尼亚州立大学地球科学助理研究教授、该论文的共同第一作者艾莉森巴钦斯基在宾夕法尼亚州立大学的一份新闻稿中解释道，如果没有技术的进步和对专业仪器的投入，我们永远也不会有这一发现。

　　这种分子能在多种条件下形成，常被视为早期生命起源前化学的关键指标。在彗星和小行星中发现它，支持了生命的基本构建块在太空形成并被输送到早期地球、进而催生生命的理论。此前，科学家普遍认为甘氨酸只能通过斯特雷克合成法形成。在这一过程中，氰化氢、氨与醛或酮在液态水存在的条件下发生反应，生成该分子。

　　新的研究结果表明，贝努小行星上的甘氨酸可能并非在液态水存在的情况下形成，而是在早期太阳系外层经辐射照射的冰层中聚合而成。正如巴钦斯基总结的那样：

　　我们的研究结果颠覆了人们对氨基酸在小行星中形成方式的传统认知。现在看来，这些生命的组成部分并非只能在存在温暖液态水的情况下形成，而是可以在多种条件下形成。我们的分析表明，氨基酸形成的途径和条件具有更多样性。

　　随后，研究团队将他们的研究结果与对著名的默奇森陨石中氨基酸的分析结果进行了对比。这块陨石于1969年坠落在澳大利亚。他们的研究结果表明，默奇森陨石中的分子是在液态水存在且温度较高的环境下通过斯特雷克合成反应形成的。类似陨石的母体上可能存在这样的条件，这与早期地球的环境条件相似。宾夕法尼亚州立大学地球科学系的博士后研究员、该论文的共同第一作者奥菲莉麦金托什表示：

　　氨基酸之所以如此重要的原因之一是，我们认为它们在地球上生命的起源过程中发挥了重要作用。真正令人惊讶的是，贝努小行星上的氨基酸呈现出与默奇森陨石中氨基酸截然不同的同位素特征，这些结果表明，贝努小行星和默奇森陨石的母体可能起源于太阳系中化学成分不同的区域。

　　虽然这些结果解答了关于氨基酸如何在太空中形成的一些问题，但它们也为科学家们带来了许多新的谜团。特别是，氨基酸以镜像形式存在，科学家们此前认为这些镜像形式具有相同的同位素特征。但在本努小行星上，同样被发现的两种谷氨酸形式具有非常不同的氮值。展望未来，研究团队旨在确定这一现象的原因。

　　我们现在的问题比答案更多，巴钦斯基说。我们希望能继续分析多种不同的陨石，研究它们的氨基酸。我们想知道这些陨石的情况是否与默奇森陨石和贝努陨石相似，或者在能产生生命基础物质的条件和途径方面是否存在更多多样性。

　　BY: Matthew Williams

　　FY: AI

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