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地球上生命或源于柠檬酸循环

地球上的生命到底如何而来?这是人类几大未解之谜之一。为回答这一问题,美国科学家提出了一种新理论——柠檬酸循环,这一过程可能于约40亿年前开始,而且随着时间的推移,参与分子不断演化。研究发表在9日出版的《自然·通讯》杂志上。

该研究资深作者、斯克利普斯研究所(TSRI)化学副教授拉曼纳拉亚南·克里希那慕尔博士说:“生命起源问题对我们来说是一个黑盒子,但如果你关注化学反应,它就不那么令人生畏了。”

研究人员表示,每个需氧有机物,从火烈鸟到真菌,都依赖柠檬酸循环释放细胞中存储的能量。此前,研究人员设想,早期生命和现代生命的柠檬酸循环使用同样的分子,但问题在于,这些生物分子非常脆弱,在地球的头10亿年里根本就不存在,因此循环中的化学反应也不存在。

新研究认为,两个非生物循环——HKG循环和丙二酸循环,可能携手启动了柠檬酸循环的原始版本,这两个循环使用的反应与柠檬酸循环中的a-酮酸和b-酮酸的基本化学反应相同。当研究人员进行这些反应时,他们发现,其可以产生氨基酸以及二氧化碳,这也是柠檬酸循环的最终产物。研究人员认为,随着酶等生物分子的出现,它们可能会在这些基本反应中取代非生物分子,从而使反应更精细和高效。

克里希那慕尔解释称,随着时间推移,化学反应可能保持不变,只是参与反应的分子的性质发生了变化,分子变得更复杂。而且使这些反应更合理可信的是,这些反应的中心是一种叫做乙醛酸的分子,研究表明,它可能在早期地球上出现,也是现在柠檬酸循环的一部分。

克里希那慕尔表示,还需要做更多研究,看看这些化学反应如何能像今天的柠檬酸循环那样可持续。

总编辑圈点

“我是谁?”“我从哪里来?”究竟谁按下了地球生命的启动按钮,科学界仍在根据各种假设和线索孜孜探求,但总也摸不到头。理解生命起源,成了从宇宙探测到海洋深潜,从生物、化学到考古学、遗传学等科学研究的终极目的。虽然路漫漫,但在试图解开谜底的过程中,科技文明就这样积累起来了。

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