生命是如何从各种各样的非生命分子中出现在地球上的 ， 这是一个经久不衰的谜 。 实验可以向我们展示关键步骤可能是如何发生的 ， 但每一次飞跃都有令人困惑的死胡同 。
例如 ， 水似乎从一开始就是生命的重要组成部分 。 然而 ， 生命中一些最重要成分的生长过程却令人沮丧地讨厌潮湿 。
威斯康星大学麦迪逊分校的生化工程师约翰·尹（John Yin）说：“我们知道氨基酸是蛋白质的组成部分 ， 蛋白质对生命至关重要 。 在生命起源之前的化学中 ， 长期以来一直存在一个问题 ， 即我们如何让这些物质以一种可能最终导致活细胞的方式形成键和弦 。 这个问题很难回答 ， 因为所涉及的特定化学物质在有水的情况下往往会失效 。 ”
自查尔斯·达尔文时代以来 ， 流行的理论是 ， 生命是从一种明显潮湿的“原始汤”中出现的 ， 这使得人们很难确定 ， 水在最初持续的、自我复制的反应的起源中可能扮演的确切角色 。
因此 ， 威斯康星大学麦迪逊分校的化学工程师海莉·博根扎恩（Hayley Boigenzahn）领导了一项模拟变化环境的研究 ， 该环境在潮湿和干燥条件之间发生变化 ， 在自然中 ， 潮汐和昼夜循环以及天气变化都很容易复制 。
化学工程师海莉·博根扎恩的团队结合了一些氨基酸 ， 这些氨基酸被证明很容易自然产生 。 作为蛋白质的组成部分（蛋白质是在生命过程中进行机械工作的单位） ， 由此产生的结构很有可能在早期生物形态中发挥重要作用 。
不幸的是 ， 将这些单元连接成更长的链是一项挑战 。 在这种情况下 ， 研究人员使用了氨基酸甘氨酸 。
然后 ， 他们在汤中加入了三偏磷酸盐 ， 这是一种在火山中自然产生的分子 。 最后 ， 用氢氧化钠（NaOH）调味以提高汤的pH值 。
在实验的第一个小时 ， 甘氨酸连接在一起 ， 形成了一个两个单位的分子 ， 称为二聚体 。 这个反应释放质子 ， 然后中和了发生二聚所需的pH值 ， 有效地阻止了整个过程 。
正如在之前的研究中发现的那样 ， 随着溶液的pH值变得更中性 ， 二聚体慢慢开始相互连接成略长的链 。 然而 ， 研究小组怀疑 ， 随着溶液的干燥 ， 反应速度加快 ， 可能是由于分子的浓度聚集在一起 。
海莉·博根扎恩说：“我们在这里展示的是 ， 在所有的反应中 ， 不一定要有相同的环境 。 它们可以发生在不同的环境中 ， 只要正在发生的反应有助于创造一个对下一步有益的环境 。 ”
【频繁的干旱期可能是地球上生命出现的必要条件】在湿润和干燥条件之间的循环转换 ， 可以使分子生长成更复杂的蛋白质 ， 其中一些可能促进与生命有关的其他化学反应 。
海莉·博根扎恩和他的团队指出：“事实上 ， 这些反应机制已经为人所知多年 ， 但对它们之间的联系却知之甚少 ， 这表明 ， 除了环境对反应的影响之外 ， 可能还值得更多地关注所提议的益生元反应对环境的影响 。 ”
这也不是生命起源可能发生在湿润边缘的第一个线索 。 今年早些时候 ， 化学家发现自由漂浮的氨基酸在微小液滴的空气-水边界更活跃 。 更重要的是 ， 这些反应是发生在正常的环境条件下 ， 不需要其他化学物质或辐射 。
在理解所有这些之前 ， 还有很长的路要走 ， 但理解生命创造背后的过程也可以为新的、更强大的基于化学的技术打开大门 。
生化工程师约翰·尹表示：“最终 ， 你可能会创造出能够存储信息、适应和进化的化学系统 。 DNA存储信息的密度是电脑芯片的数千倍 。 如果我们能让系统做到这一点 ， 而不一定是活细胞 ， 那么你就开始考虑在分子水平上发生的各种新功能和过程 。 ”
这项研究发表在《生命的起源和生物圈的进化》上 。
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