3500萬年前，一個巨大的小行星或彗星在今天的美國弗吉尼亞州切薩匹克灣附近撞擊地球。
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科學家在“維爾特2號” (Wild 2)彗星塵埃樣本中發現了一種所有生命形式關鍵的組成成分——氨基甘胺酸。
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據國外媒體報道，生命何時、何處、特別是怎樣起源的，是現代自然科學尚未完全解決的重大問題，更是人們關注和爭論的焦點。一種假說認為，地球上最早的生命或構成生命的有機物，來自於其他宇宙星球或星際塵埃，某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球，或者彗星撞擊地球將生命組成物質帶到了地球，從而使地球有了初始的生命。美國地外文明搜索計劃學會的幾名科學家目前正在努力驗證彗星撞擊地球在促進生命起源上所發揮的作用。
地球生命的最初起源
幾十億年前，彗星可能將生命所必須的水源送到了地球表麵，但這還不是我們應當感謝這些其貌不揚的雪球的全部因素。研究者正致力於模擬彗星撞擊來觀察它們能否激發地球生命形成所必須的分子左手性(生物體中氨基酸分子都是左手性的，原因是什麽，還有爭議)。而對隕星的研究已經證明最初的氨基酸可能是從太空中帶到地球來的。
“人們有興趣弄清楚這些生命必須的元素當初是怎樣來到地球的。”美國地外文明搜索計劃學會的詹妮弗-布蘭克說。
她和同事們研究將彗星視作促進形成地球生物所需化合物的另一種重要途徑。他們最近的工作得到了美國航天局“外太空生物和進化生物學計劃”的支持，正在探索可怕的彗星撞擊如何幫助形成生命必須的複雜分子的特定方向性。
地球生物利用20種氨基酸形成了數千種不同的蛋白質，構成了無數的生命細胞。天體生物學家經常通過探尋氨基酸的起源來了解生命可能的來源。
最早的試驗之一由芝加哥大學的斯坦利-米勒於1953年進行。米勒在他的實驗中假設在生命起源之初大氣層中隻有氰氣，氨氣和水蒸氣等物，其中並沒有氧氣等，當他把這些氣體放入模擬的大氣層中並通電引爆後減少了其中的空氣，發現其中產生了形成蛋白質所需的氨基酸，而蛋白質則是生命存在的形式。
在這項開拓性的試驗以後，研究者逐漸相信早期地球大氣事實上主要由氮氣和二氧化碳構成。
“如果不是通過減少空氣，這種米勒機製就不會在產生氨基酸方麵這麽有效。”布蘭克說。
生命來自宇宙
證明這一點的一個方法是在太空製造氨基酸，並從隕星或彗星上落到地球上。有大量的證據證明隕星攜帶著氨基酸。就在最近，美國航天局“星塵號”飛船帶回的彗星物質中發現一種氨基酸。
布蘭克和同事們非常好奇地想知道當飛船迅速駛入地球時這些生物分子發生了什麽。
該小組的研究更集中於彗星，而不是流星。盡管彗星在太陽係內部並不經常出現，但比起石質的流星，它們還是更有優勢將生命物質送上地球。
首先，彗星撞擊被認為比流星撞擊破壞力小，因為彗星更加鬆散，這意味著它們的撞擊產生的溫度和壓力都較小。布蘭克認為當彗星以傾斜的角度撞擊地球時所產生的力量更小。
第二個優勢在於彗星上有水，這可是產生生命的化學反應所需的關鍵因素。當彗星降臨地球，其冰塊融化，會在撞擊地點附件形成很多小水坑。
“彗星會提供複雜的生命進化所需的全部材料。”布蘭克說。當然，或許最初的地球本身就水源豐富，但是“假如彗星或流星落到海洋中，一些有趣的化學物質可能很快就被衝走了，”美國航天局的喬治-庫珀說。彗星撞擊在幹燥的陸地可能會將攜帶的有機分子大量投放到附近的水窪中。
模擬從槍膛中發射彗星
為了模擬彗星撞擊，布蘭克和同事們發射了一顆子彈到一個罐頭大小的金屬容器中。在這項計劃中，容器就像彗星，而子彈則是堅硬的地麵。容器內部有一個四分之一大小的隔間，科學家在那裏放了液態的有機分子標本。
“這不是什麽超級的高科技，但在結構上還是很複雜的。”布蘭克解釋道。他們格外小心，確保容器不會在撞擊中泄漏。然後，他們小心翼翼地鑽開那個小隔間，取出被撞擊過的液體標本。
2001年，該小組報道放置在彗星模擬器的氨基酸在撞擊後完好無損，這使其他的科學家深感震驚。“簡直太神奇了，”布蘭克回憶說：“此前人們告訴我，‘什麽東西都不可能存活，所以我們沒理由資助你們。’”
通常撞擊中“彗星”內部的溫度會達到1000度，可以毀滅所有的氨基酸。但是布蘭克相信溫度變化太快，以至於分子根本不會發生反應。而且，1000以上的強氣壓也會組織化合物遭到破壞。但是，氨基酸不僅僅是在撞擊中存活，它們還開始結合起來形成5個氨基酸長的短鏈。
這種彗星引發的氨基酸鏈很可能在生命起源過程中發揮了關鍵作用。通常來說，存在一種能量壁壘會阻止氨基酸結合。實際上，有機物在蛋白質結合過程中需要酶的催化作用來克服這種壁壘。但是酶本身也是蛋白質，因此就產生了一個雞和蛋的問題：你需要一種蛋白質把其他的蛋白質結合到一起，可是你又怎麽合成這種蛋白質呢？
或許有說服力的是彗星撞擊合成了最初的蛋白質成分(縮氨基)，從而引發了之後的整個滾雪球效應。布蘭克的團隊目前進行試驗，探索能否模擬出在彗星撞擊的高溫高壓條件下，這種阻止氨基酸結合的能量壁壘如何發生變化。
分子撞擊試驗模型
科學家也計劃進行更多的彗星撞擊試驗。他們將重點研究在DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)結構中起到重要作用的糖。這次他們還會研究氨基酸，探索撞擊是否會影響它們的方向性。
關於方向性，布蘭克認為氨基酸合成的方式在撞擊中可能會發生變化。左手向的氨基酸可能更容易與其他左手向的氨基酸結合，而不是與右手向的結合。
“如果他們能獲得糖、縮氨基或左手性形成的確切證據，那將是偉大的發現。”日本東北大學的古川吉弘說。(唐寧)