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解密暗物质共有400集,此为第323集。
一氧化碳、二氧化碳、水、氢气、氨气等在闪电、宇宙射线、紫外线等提供的能量作用下,不断形成氨基酸、嘌呤、嘧啶、核苷酸、高能化合物等各种类型的小分子有机物。
早在1953年,米勒就已经用实验模拟海洋与早期大气环境,通过连续几天的加热和电击产生20多种有机物,其中11种氨基酸中有4种是生物的蛋白质所含有的。米勒实验向人们证实,生命起源的第一步,从小分子无机物形成小分子有机物。
现代科学通过实验模拟、天体化学观测和地质证据,已充分证明在原始地球的环境条件下,从甲烷、氨、水、二氧化碳等无机小分子生成氨基酸、糖类、脂质前体等有机小分子是完全可行的。
早期地球大气富含 甲烷、氢气、氨 和水蒸气,缺乏氧气。这种环境有利于氢化、缩合等还原性化学反应。闪电可裂解分子,驱动自由基反应;紫外线辐射可激发甲醛合成等光化学反应;海洋、湖泊或潮汐池为化学反应提供了溶剂环境。间歇性干旱使浅水区有机物浓度升高,促进肽键形成等缩合反应。
从小分子无机物形成氨基酸等小分子有机物,这是极其关键的一步。所有的细胞,不管是植物、动物,还是细菌,它们都毫无例外地具有一个最重要的部分——蛋白质,这是构成生命的基础。氨基酸是连接构成蛋白质分子必备材料。不同数量、性质的氨基酸可以拼接成各种各样的蛋白质。
从无机到有机的化学路径在原始地球条件下完全可行,且无需超自然干预,在原始地球的条件下是完全可以实现的。但也不排除这个阶段地球有机分子可能混合了本土合成与地外输入的双重来源。
生命起源的第一阶段是从小分子无机物形成小分子有机物,地球的早期环境能够形成各种各样的氨基酸。生命的起源可以看作一个从简单到复杂的阶梯式演化过程,而氨基酸等小分子有机物的非生物合成正是这一过程的关键起点。虽然氨基酸是拼接各种蛋白质长链的必备材料,并不具备任何基本生命特征,但却为后续蛋白质、RNA等大分子的组装奠定基础。氨基酸等小分子有机物的形成,本质上仍是非生命化学过程,但其多样性与反应潜力为后续演化铺设了道路。
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