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探索宇宙奥秘 · 理性思考

不到一茶匙的太空尘埃,正在改写关于生命起源的教科书。2023年,NASA的OSIRIS-REx探测器将从小行星贝努(Bennu)采集的样本送回地球。这批来自46亿年前太阳系诞生之初的岩石,最近接受了宾夕法尼亚州立大学团队的精密检视。研究结果令人惊讶:构成生命的氨基酸,或许并非诞生于温暖湿润的液态水环境,而是在极寒、强辐射的冰冻太空中悄然成形。 这一发现直接挑战了学界坚守数十年的传统假说。

过去几十年,科学界普遍认为氨基酸主要通过斯特雷克合成(Strecker synthesis)形成。这一机制需要氢氰酸、氨与醛酮类物质在液态水中发生反应,温度还得相当温和。正因如此,科学家一直在寻找那些曾拥有液态水海洋的古老天体,认为它们才是生命的"摇篮"。

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为了确认这一推断,研究团队将贝努样本与1969年坠落在澳大利亚的默奇森陨石(Murchison meteorite)进行了详细比对。默奇森陨石是有机化学研究的"黄金标准",其氨基酸确实显示出液态水参与形成的同位素特征。

但贝努完全不同。它的碳氮同位素比例与默奇森存在系统性差异,暗示这两颗天体的母体诞生于太阳系化学性质截然不同的区域。默奇森可能来自小行星带内部,经历了温和的水热活动;而贝努的母体则很可能游荡在更寒冷、更偏远的外太阳系,在那里,放射性衰变和宇宙射线轰击冰层,催化了氨基酸的生成。 这种"冷合成"机制此前只在理论模型中存在,贝努样本首次提供了确凿的实验证据。

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新发现还带来了更深层的不解之谜。氨基酸具有手性,就像左手和右手互为镜像。传统化学认为,非生物过程产生的左右手分子应该具有完全相同的同位素组成。但贝努样本中,谷氨酸酸的两种镜像形式却显示出截然不同的氮同位素值。

"为什么两个镜像分子会携带不同的氮信号?我们目前毫无头绪,"巴钦斯基坦言。这一异常暗示,早期太阳系中可能存在某种未知的选择性机制,优先在特定手性分子中富集了氮-15。这不仅关系到生命起源的化学细节,更可能触及生命为何最终选择了特定手性(地球上生命几乎都使用左手氨基酸)这一根本问题。

贝努样本的分析热潮,也为中国即将展开的小行星探测提供了关键参照。2025年,中国天问二号任务将发射升空,目标是小行星2016 HO3(振荡天星)。这不仅是一次技术验证,更是中国首次小行星采样返回任务。与OSIRIS-REx类似,天问二号将采用"触碰即走"的方式采集表面物质,最终将这些原始太阳系的"时间胶囊"带回地球。

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从默奇森到贝努,人类对宇宙生命原料的认知正在从"单一温床"转向"多元工厂"。一茶匙尘埃足以颠覆既有范式,而更深空的采样返回,或许将彻底解开生命起源的终极谜题。

Baczynski, A. A., et al. (2026). Multiple formation pathways for amino acids in the early Solar System based on carbon and nitrogen isotopes in asteroid Bennu samples. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2517723123

Pennsylvania State University. (2026, February 9). Building blocks of life discovered in Bennu asteroid rewrite origin story. Phys.org.