生命起源來自天外?隕石藏太陽系最古老液體 或為蛋白質形成關鍵

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好多人都想知生命幾時出現、如何形成,那問題就離不開最原始的蛋白質從何而來。科學家在目前最尖端科技協助下,呈現一顆45億年隕石外殼的磁鐵礦物液體份子3D結構。這些太古起保留至今的液體狀態,或者對蛋白質的組件——氨基酸之早期形成很重要。

加拿大皇家安大略博物館(Royal Ontario Museum, ROM)研究人員,跟麥克馬斯特大學(McMaster University)和約克大學(York University)共同領導的國際科學家團隊,本月11日(加拿大多倫多時間)宣佈在研究2000年1月墜落地球的「塔吉什湖隕石」(Tagish Lake meteorite)方面有所突破。

加拿大皇家安大略博物館(Royal Ontario Museum, ROM)研究人員,跟麥克馬斯特大學(McMaster University)和約克大學(York University)共同領導的國際科學家團隊近日在研究2000年墜落地球的「塔吉什湖隕石」(Tagish Lake meteorite)有所突破。(圖ROM)

據團隊於《美國國家科學院院刊》(National Academy of Sciences)上發表的新研究報告,科學家們成功利用「原子探針斷層掃描」(Atom probe tomography)—— 一種3D原子映射(3D atom mapping)技術,繪製出該隕石外殼中太古液體形成的單粒礦物原子之立體圖譜。

這些估計有45億年古老液體所形成礦物狀態,相信可以為地球上最早期的氨基酸(Amino acid)如何出現提供關鍵線索。即看研究細節詳情(點擊放大圖片細睇):

太陽系早在形成之初已充滿水份。一般理論認為這些水份帶來的溶液,是推動地球上原始氨基酸(蛋白質的基本組件)份子形成、其後太古微生物誕生的關鍵要素。只是關於這些太古液體的化學成份和酸度等性質影響生命體演化的經過,則一直缺乏直接證據來證明。

是次原子級科學研究提供重要證據,證明隕石磁鐵礦形成了飽含鈉質和鹼性的液體。這些液體提供了氨基酸合成的優先條件,為45億年前出現的微生物打開了大門。約克大學拉松德工程學院(Lassonde School of Engineering)博士生、《自然》(Nature)共同著者Beth Lymer指出,氨基酸是地球生命不可或缺的組成部分,但人類仍有很多知識需要惡補。是次研究亦顯示,只要控制諸種變量如溫度和pH值等,科學家或能了解重要的分子如何合成和演變,最後形成已知的地球生命。

塔吉什湖的碳質球粒隕石,是在2000年從加拿大不列顛哥倫比亞省塔吉什湖(Tagish Lake)的冰蓋上回收,後來被ROM收購。現在是該博物館的化表性藏品之一。(圖Canadian Geographic)

是次研究採用之塔吉什湖隕石樣本是從低溫的結冰湖面回收,據稱從未超過室溫或暴露於液態水之中。因此研究團隊有信心保證他們測量的液體完全來自該隕石。科學家希望透過原子探針層析成像等尖端技術發展出新分析方法,專門研究太空船帶回地球的外星樣本,例如美國太空總署(NASA)的OSIRIS-REx任務、或其他不久將來開展之火星採樣任務所帶返的稀有材料。

塔吉什湖隕石中的磁鐵礦微球粒(Magnetite framboids)。這些球形的聯鎖分子結構表明是在水中形成,使科學家能夠測量殘留於顆粒之間的溶液的化學性質。(圖ROM;Chi Ma攝)

筆者認為構成地球上原始氨基酸形成的溶液條件,可能來自宇宙(例如經隕石墜落),也可能在地球上早已充斥。勿論如何,是次研究團隊的領導者Lee White認為原子探針層析成像技術協助下,科學家有機會在比人類頭髮細一千倍的材料上發現奇妙事物。即使每次太空任務只能帶回極少量外星物質,新的技術能夠幫助科學家更深入地了解太陽系,亦能為下一代保留重要材料。

資料來源:ROMScience DailyEngadget



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