強大激光裝置重現地球生命最初萌芽可能狀態

北京時間12月10日消息，據物理學家組織網站報道，科學家近日在實驗室中利用強大的激光裝置重現了可能是地球生命最初萌芽的狀態。 研究組將粘土與 化學液體混合並用強大激光轟擊照射，以此來模擬小行星與早期行星之間相撞情形。這樣做的結果是產生了一些被認為是構成生命必不可少的關鍵化學成分。

這張照片由論文的第一作者斯瓦託普克·茨維斯在2014年拍攝，展示的是位於捷克布拉格的Asterix 激光系統。這裏的科學家們藉助強大的激光裝置重現了可能是地球生命最初萌芽的狀態。他們的研究結果顯示，小行星的劇烈撞擊可能是引發早期地球產生生命萌芽的重要誘因

當然這項實驗的結果並非就可以確認地球在40億 年前以這樣的方式開始產生生命，事實上有很多科學家也的確對這項結果不屑一顧。但這項實驗的結果也的確支持了一項長期以來人們所持有的觀點。正如研究組在 《美國國家科學院院刊》上發表的論文中所提到的那樣：“這些發現證明地球上生命的出現並非出於偶然，而是早期原始地球環境條件將會產生的直接後果。”

經過激光照射之後，混合溶液中出現了構成RNA所需的全部4種化學基，這是DNA的近似體，只是結構相對更簡單，它是構建生命的藍圖。當然，以這些化學基為基礎，還需要經過許多關鍵性的步驟，生命才能最終出現。然而在整個過程中，這是關鍵性的第一步。

位於布拉格的捷克海羅夫斯基物理化學研究所研究員，這篇論文的第一作者斯瓦託普克·茨維斯(Svatopluk Civis)表示，科學家此前已經可以經由其他途徑製造出這類RNA化學基，使用的方法無外乎化學混合和壓強條件，但此次是他們首次經由實驗證明來自太空天體撞擊產生的能量可以觸發這種關鍵的化學反應。

茨維斯表示，此次實驗中使用的激光束強度極大並且能量高度集中——事實上在不到十億分之一秒的時間裏，其瞬間釋放的能量相當於數座核電站的釋能總和，在一瞬間產生數十億千瓦的能量，温度超過7600華氏度(4200攝氏度)。

這篇研究論文的合著者，美國宇航局西南研究所行星科學家戴維·奈斯沃尼(David Nesvorny)指出，地球上最早生命的出現時間似乎與一個名為“晚期大轟炸”的時期相吻合，當時內太陽系天體遭受大量小天體的撞擊。在那一時期，地球遭受隕星撞擊的頻率要比在那之前或在那之後平均都要高出10倍以上。

而對於這項實驗結果的重要性，專家們的意見分為兩派。史蒂夫·貝納(Steve Benner)是一名傑出的生物化學家，任職於佛羅里達州的應用分子演化基金會。他認為這項研究結果具有重要意義，因為在實驗中產生了一些發端性的物質，這些物質存在於早期地球之上。

然而來自英國劍橋大學分子生物學實驗室的約翰·蘇瑟蘭德(John Sutherland)則認為這項實驗中得到的化學基中有一種的量實在太少，讓結果顯得不那麼可靠。與他持有相似觀點的科學家還有很多。

關於地球上生命的起源問題，還有一個相當流行的理論，即所謂“胚種論”。該理論認為地球上最早期的生命是經由小行星或彗星撞擊地球時攜帶來的。茨維斯的這項工作則支持所謂“生命之火”理論，即小天體的撞擊對於地球上的生命而言既是創生，也是毀滅。

奈斯沃尼表示，要想讓這整個化學反應鏈條得以啓動，小行星撞擊時產生的極端能量環境將可以幫助將分子打碎成為更加簡單的化學物質，從而使其更加容易再次結合，並形成新的組合形式。然而，當初啓動了生命進程的小行星撞擊，在數十億年之後同樣造成了恐龍的滅絕。