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地球生命的外星“元件” 作者:南方周末记者 黄永明2011-08-25 14:50:29 最近NASA的一个科学家小组以有力的证据揭示，陨石中的DNA结构单元是在太空中生成的。这表明地球生命起源时的一些关键原料可能是由陨石从小行星上带来的。 1969年9月28日早晨，一道火光出现在澳大利亚维多利亚州默奇森（Murchison）的上空。目击者看到一个火球在空中快速下降，分崩为三片，然后消失。半分钟之后，人们听到了震颤的声音。这是一次火流星事件。人们后来在方圆13平方千米的范围内搜集到了许多陨石碎块，总重达到100千克。 这颗硕大的陨石被命名为默奇森，它随后成为世界上被研究最多的陨石，不但因为它质量大、有目击报告，还因为它含有丰富的有机化合物。 在一项必威体育精装版完成的研究中，科学家发现默奇森陨石中所含有的某些地球生命的基本组成部分很可能是它从地球之外带来的。美国宇航局戈达德太空飞行中心的迈克尔·卡拉汉（Michael Callahan）及其合作者从多个不同的角度验证出，陨石中包含的某些碱基不大可能来自于地球，并非像之前人们怀疑的那样来自于“污染”。 他们的证据是迄今为止相关研究中最为有力的，这项发现也具有深远的意味。因为碱基是组成DNA和RNA的单元，它们的配对编码为地球生命提供了遗传信息。而陨石的母体主要是太阳系中的小行星，这表明地球生命起源时的一些关键原料是由陨石从小行星上带来的。 卡拉汉等人从陨石样本中分离出了许多种有机物，但更重要的是，他们发现了碱基和几种碱基类似物。 半个世纪的悬案 早在1961年，美国纽约大学的乔治·克劳斯（George Claus）等人在检测陨石的过程中发现了“微化石”，他们将文章发表在英国《自然》杂志上。次年，就有科学家开始在陨石中寻找氨基酸。 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是地球生物体内重要的活性分子。不出所料，科学家们很快就在陨石中发现了氨基酸的存在。那么，这些氨基酸有可能是陨石从天外带来的吗？人们在很长一段时间里无法回答这个问题。原因很简单：从陨石在落地点天然储存到被人类发现后的人工储存过程中，氨基酸完全有可能是从地球环境进入检测样本的，也就是所谓的“污染”。 著名的默奇森陨石在这个争议问题上扮演了重要的角色。 1970年，来自美国宇航局、加利福尼亚大学等研究机构的研究人员发现，默奇森陨石中不仅含有组成蛋白质的氨基酸，还含有在蛋白质中不存在的氨基酸。这表明，这些氨基酸很有可能原本就存在于陨石内，并不是受到地面环境的污染而被动进入陨石中的。 不过，科学界的争议并没有随着这项发现而停止。原因是，1982年，美国亚利桑那大学迈克尔·恩格尔（Michael Engel）等人在《自然》杂志上发表文章称，默奇森陨石上发现的氨基酸存在L型氨基酸超量的现象。 自然界的氨基酸有两种类型——L型和D型。就当时人们所掌握的知识而言，地球上的生物在制造氨基酸时，偏向于优先制造L型，而非生物化学反应产生的则是等量的L型和D型氨基酸。因此，当人们发现默奇森陨石上的L型氨基酸占有优势时，不禁怀疑这些氨基酸是否也是来自周围环境中的生物体。 到了1997年，美国亚利桑那州立大学的约翰·克罗宁（John Cronin）等人用气相色谱-质谱分析法发现，非生物反应也倾向于产生L型氨基酸。这让氨基酸的地外来源说再次获得了生命。 尽管曲折，但研究陨石中的氨基酸还是相对容易的。相比之下，想要弄清楚陨石里所附着的碱基的来源则更为困难。 1963年，加州大学伯克利分校的奥罗（J. Oro）从富碳陨石水浸出液中发现了含氮环形化合物。而碱基中的嘌呤和嘧啶也都正是含氮环形化合物。不过，奥罗的这项研究后来被证实实验过程受到了污染。 1979年，荷兰奈梅亨大学的彼得·斯托克斯（Peter Stoks）等人在陨石中发现了尿嘧啶（构成RNA的一种碱基）。之后，在1981年、1982年和2001年，科学家们陆陆续续又发现了其他的一些嘌呤和嘧啶，以及喹啉、益喹啉等含氮环状化合物。以上这些物质在生物界都是普遍存在的，因此，人们依然怀疑它们有可能是实验过程受到污染而产生的结果。 重新调查 研究陨石中的碱基的困难有很多，除了极易被污染之外，相对于其他有机物而言，碱基在量上处于非常低的水平；且陨石本身是不均匀物质，内部所含的物质分布也不均匀，不容易被捕捉到。 直到2008年，伦敦帝国理工学院的紫塔·马丁斯（Zita Martins）等人发表了一项新的研究，他们相信这是理解早期生命演化的重要一步。在他们的研究中，马丁斯等人检测了默奇森陨石里的碱基的碳同位素、默奇森当地土壤样本的碳同位素以及普通矿物的碳同位素。他们所检测的是碳-13，这种碳同位素多形成于地球之外。结果正如他们所料，碱基中的碳-13比其他样本中的比例要更大。 然而，在其他一些研究人员看来，马丁斯等人的发