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A Possible Scenario about the Formation of Origin of Life

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生命的起源

說到生命的起源這個話題,就不得不先提到米勒-尤列實驗

米勒在實驗中將水(H2O)、甲烷(CH4)、氨(NH3)、氫氣(H2)與一氧化碳(CO)密封於無菌狀態下的玻璃管於燒瓶內,並將其連結形成一個迴路。裝置中的一個燒瓶裝着半滿的液態水,另一個則含有一對電極。首先將液態水加熱促使其蒸發,進而產生水蒸氣;而另一燒瓶的電極通電後會產生火花,以模擬閃電。水蒸氣經過電極之後,又再度凝結並重回原先裝水的燒瓶中,使實驗得以循環進行。在這個實驗中米勒發現了胺基酸與糖類生成。
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雖然米勒的實驗結果證明生命在最初可能是自然發生的,但是他的解釋能否成立,卻基於一個假設,就是地球的原始大氣是”還原性”,而非”氧化性”的。然而如果當時地球的原始大氣有許多自由氧存在,胺基酸就不可能形成;即使有些胺基酸碰巧產生了,它們也會迅速分解。

生命來自於外太空??

英美的科學家針對1969年墜落在澳墨奇森的隕石(Murchison meteorite)進行研究,結果竟然發現其中含有大量的胺基酸,在經過光譜儀的分析,這些胺基酸中又帶有大量的碳13。倫敦帝國學院學者馬丁絲指出: 當我們檢視在墨奇森隕石中出現的核鹼基,我們發現非常大量的碳13,而碳13只在太空中出現。因此科學家們據此推論,在地球剛形成時,外太空這種帶有核鹼基的隕石不斷墜落地球,並進入早期微生物的基因組合中,最後隨著演化保留下來。

西元2002年,Dr. Bernstein研究團隊與Dr. Munoz Caro研究團隊同時於自然雜誌(Nature)上發表了二篇震撼人心的實驗結果,Dr. Bernstein等人使用常見的星際物質成分(H2O、CH3OH、NH3與HCN)模擬出星際冰晶,並利用121.6 nm真空紫外光照射此冰晶,隨後將冰晶所產生的殘留物質使用高效能液相層析儀分析,分析的結果顯示有些許基本的胺基酸形成。而Dr. Munoz Caro等人則是選擇H2O、CH3OH、NH3、CO、CO2等成分模擬星際冰晶,同樣的也利用121.6 nm真空紫外光照射,在殘留物質的分析中發現了高達數十種的胺基酸。這是首次在實驗室中模擬外太空環境條件下偵測到胺基酸的存在。

在我們過去的研究中,我們選擇H2O+CO2+NH3與H2O+C10H8+NH3來模擬星際冰晶 (C10H8是最簡單的多環芳香烴; 多環芳香烴是一種普遍存在星際間的一種物質),並使用同步輻射光源來模擬太空環境中的真空紫外光。在殘餘物質分析中不論是在無機的H2O+CO2+NH3混和冰晶或是含有多環芳香烴的H2O+C10H8+NH3混和冰晶,我們皆觀測到了數十種以上的胺基酸生成。這樣的研究結果顯示,在幾種簡單物質的光化作用下,複雜的大分子是能夠被衍生出來的。

此外2009年底,NASA 科學家 Dr. Michel Nuevo等人在實驗室中複製了尿嘧啶(uracil) — 我們遺傳物質的關鍵成份。他們發現,當包含嘧啶(pyrimidine)的星際冰晶在太空環境下接受真空紫外光的照射中會產生這種生命不可或缺的成份。

以上種種的實驗證據皆提供了”生命的起源可能來自於外太空”一說極為有力的證據。