“微閃電”可以幫助解決關(guān)于生命如何開始的關(guān)鍵問題

生活的基石可能還沒有在暴風雨的閃電中制作，一項新的研究表明，就像在翻滾的海洋薄霧的無休止的光芒中一樣。

斯坦福大學的研究人員已經(jīng)證明，一種他們稱之為“微閃電”的現(xiàn)象能夠產(chǎn)生生命所必需的有機化合物，從而對長期爭議的米勒-尤里現(xiàn)象進行了溫和得多的解釋生物發(fā)生模型.

他們的實驗表明，帶電水滴噴霧可以在微小的光火花中交換電子，并充分電離周圍空氣中的氣體，從而促進碳和氮結(jié)合成更大的化合物。

盡管這些發(fā)現(xiàn)無法解釋堿性分子的混合物是如何融合到第一個復(fù)制細胞中的，但它們構(gòu)成了還有一條可能的道路對于化合物的合成它們構(gòu)成了蛋白質(zhì)和 DNA 的基礎(chǔ)。

“帶相反電荷的水微滴之間的微放電使之前在 Miller-Urey 實驗中觀察到的所有有機分子，”說資深作家和化學家 Richard Zare。

“我們提出，這是構(gòu)成生命組成部分的分子益生元合成的一種新機制?！?/p>

1952 年中，美國化學家斯坦利·米勒在諾貝爾獎獲得者哈羅德·尤里 （Harold Urey） 的監(jiān)督下進行了一系列現(xiàn)在著名的實驗。

米勒通過實驗室設(shè)備循環(huán)使用熱水和甲烷、氨等簡單氣體的混合物，證明了通過施加電火花可以產(chǎn)生各種氨基酸。

雖然實驗結(jié)果的相關(guān)性對地球的古老條件進行了激烈的爭論，但 Miller-Urey 研究是尋求描述包括碳、氫和氮在內(nèi)的簡單元素如何在沒有現(xiàn)有生命形式的指導(dǎo)的情況下以復(fù)雜的方式聚集在一起的里程碑。

閃電可以提供這些化學反應(yīng)所需的能量，但我們星球的海洋廣闊而深邃。為了將它們變成一團充滿潛力的有機酸湯，天空需要因億萬年的電活動而噼啪作響。

靈感來源最近的實驗發(fā)現(xiàn)水微滴之間的電壓可以將氮固定成氮氧化物，Zare 和他的同事們進行了自己的研究，以發(fā)現(xiàn)蒸汽云中的真正力量。

他們對聲懸浮水滴的高速成像揭示了每當電子在不同大小和電荷的質(zhì)量之間跳躍時，就會發(fā)射光子。研究人員將這種效應(yīng)稱為微閃電。

盡管這些閃光很小，但它們暗示著在一個狹小的空間里集中了大量的能量。

研究人員將霧氣噴入氮氣、甲烷、氨和二氧化碳的氣體混合物中，觀察了更大分子的形成，其中包括核酸尿嘧啶、氨基酸甘氨酸和氰化氫——這是其他有機構(gòu)建單元湯的前體。

這并不排除生命化學前體形成的無數(shù)其他可能途徑，無論是來自閃電，還是隕石撞擊的沖擊或已送達在彗星的背上.

如果有的話，它可能表明生物化學在整個宇宙中是不可避免的。無論在哪里，水在正確的氣體中被攪打成霧狀，我們都可能期望生命有機會聚集。

“在早期的地球上，到處都是水噴——噴到裂縫中或撞擊巖石，它們會積聚并產(chǎn)生這種化學反應(yīng)，”說扎雷。

“我認為這克服了人們對 Miller-Urey 假說的許多問題。”

這項研究發(fā)表在科學進展.

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