模擬生命出現(xiàn)前的化學環(huán)境
新研究揭示地球上首批細胞形成過程
張夢然
美國斯克里普斯研究所科學家新發(fā)現(xiàn)了一種合理途徑，可以說明原始細胞如何形成并實現(xiàn)其多種功能。2月29日在線發(fā)表于《化學》雜志的研究表明，一種稱為磷酸化的化學過程（將磷酸基團添加到分子中），遠比此前認為的要更早發(fā)生。這導致結構更復雜的雙鏈原細胞能以多種功能分裂，為生命奠定了基礎。
大約40億年前，地球正在孕育適合生命的條件。但這里面有太多謎團�？茖W家認為原始細胞是由脂肪酸形成的，卻一直不清楚原始細胞如何從磷酸鹽的單鏈轉變?yōu)殡p鏈，這使得它們更加穩(wěn)定并能進行化學反應。
團隊此次希望模仿生命出現(xiàn)之前存在的環(huán)境。他們首先確定了3種可能的化學物質混合物，這些化學物質可能會產生囊泡，即類似于原始細胞的脂質球形結構。使用的化學物質包括脂肪酸和甘油。接下來，他們觀察了這些混合物的反應，并添加了額外的化學物質來創(chuàng)造新的混合物。將這些溶液冷卻并加熱過夜，然后通過搖晃促進化學反應。
研究人員使用熒光染料檢查混合物，判斷其是否形成了囊泡。他們改變了pH值和成分的比例，以更好地了解這些因素如何影響囊泡的形成，還分析了金屬離子和溫度對囊泡穩(wěn)定性的影響。
事實證明，脂肪酸和甘油或已經歷了磷酸化，以產生更穩(wěn)定的雙鏈結構。特別是，甘油衍生的脂肪酸酯可能導致囊泡對金屬離子、溫度和pH值具有不同的耐受性，這是進化多樣化的關鍵一步。
研究人員指出，這一新發(fā)現(xiàn)有助于人們更好地了解早期地球的化學環(huán)境，以便揭示生命的起源以及生命如何在早期地球上進化。
【總編輯圈點】
研究生命起源的科學家們已經知道，原始細胞是生命出現(xiàn)期間細胞的前體。但是，簡單的原始細胞是如何出現(xiàn)并變得多樣化，最終形成地球上的生命的呢？而在早期地球上發(fā)現(xiàn)的化學類型，又是否與今天的生命需求相似？現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)，磷酸鹽比以前認為的更早地被摻入細胞樣結構中，這為生命的出現(xiàn)奠定了基礎，正是通過揭示原始細胞是如何形成的，科學家更好地了解了早期進化發(fā)生的“真相”。
