糖怕热，这件事在厨房里天天上演。白砂糖倒进热锅，几秒钟就化成褐色黏稠的一团，最后变成刷锅时最想骂人的那层焦底。核糖也有类似的毛病：受热或者其他因素作用下，它会变成焦糖——不是好吃的那种，而是像焦油一样的“褐色黏糊”。

核糖是RNA里的那个“R”，是RNA骨架的实体组成部分；它的一种修饰版本，还给DNA提供了骨架结构。DNA更出名，但它老老实实待在细胞核里；单链的RNA则跑遍全身的工作现场，传递基因组信息、搭建蛋白质、调控基因活动。

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问题就出在这里：核糖很脆。对一个要在早期地球上存活下来的分子来说，这实在不算好消息。

一项新研究盯上了这个老难题

据发表在《Scientific Reports》上的一项新研究，来自澳大利亚新南威尔士大学的天体生物学家和化学家，找到了一个可能的突破口。他们发现，古代核糖或许是被一种不起眼的元素保住了，没被“焦化”——而核糖自己，又反过来帮这个元素保持可用状态。

这个元素是类金属硼。硼也曾给火星上存在过液态水提供过线索。当核糖和硼化合物相遇，它们会形成络合物。

但硼的可用性同样脆弱。钙之类的东西会把它从水里拽出来、锁进岩石里，对正在萌芽的生命来说，这等于报废。过去二十年里，不少研究探索过各种核糖—硼相互作用的场景，但研究人员指出，基于它们的方法，其中一些“实验可能因此没有反映真实的早期地球环境”。

他们换了“真材料”来做实验

于是，除了标准实验室级别的硼砂，研究团队还用了现实中常见的含硼矿物：四水硼砂（kernite）、硬硼钙石（colemanite）和钠硼解石（ulexite）——它们同时含有钠、钙，或者两者都有。研究要测的是：硼以不同矿物形式存在时，究竟怎么溶进水里。

他们做了两组：一组不加核糖，作为对照；一组加入核糖。

结果很直接：核糖的加入，改变了硼和钙之间的互动方式。钙本来会把硼锁死在难溶的岩石里，而核糖这个“第三者”一进场，就把这个死结解开了。在全部四种矿物上，核糖都帮助硼从岩石的牢笼里被拉进水中，对含钙的矿物尤其有效。

一个来自印度的“早期地球样本”

团队随后又用了一块从印度拉达克高海拔Puga热液系统采集的“蓬松蒸发结壳”，作为早期地球的化学类比物，把实验重做了一遍。

把这块物质泡进水里、不加核糖时，会释放出一定量的硼。而加入核糖之后，释放到水中的硼增加了大约60%。

接着，他们又测试了降解后的核糖是否也能提高硼的溶解度。他们用加热和碱性条件，或者化学方式，把核糖“焦糖化”，结果发现溶液里溶解硼的绝对量只有轻微增加。

具体来说，加入焦糖化核糖后，硬硼钙石释放的溶解硼浓度提高了50%——听起来不少，但和新鲜核糖给同一种矿物带来的提升相比，差得远：新鲜核糖带来的硼大约是它的3.5倍。这说明，新鲜的核糖效果最好。

最后，研究人员还用蔗糖和葡萄糖做了同样的测试。它们也能提高硼的溶解度，但都不如核糖。原因很可能是核糖的分子几何形状，特别适合与硼形成稳定的络合物。

于是，一个循环浮出水面

研究人员据此提出了这样一个回路：

  • 核糖把硼拉出来、保护起来；
  • 硼反过来保护核糖；
  • 于是更多核糖，可能带来更多溶解的硼；
  • 更多溶解的硼，又可能帮更多核糖活下来。

这为“RNA世界假说”搭好了舞台，最终，也搭到了我们。

但先别急着下结论。这项研究还给出了一个耐人寻味的细节：硼化合物是双刃剑。它能稳定已经存在的核糖，但过量时，反而会抑制核糖最初的形成。

在这个语境下，钙突然从反派变成了英雄：它可能把硼的水平压得足够低，让核糖得以形成，然后上面那个循环才可能接手。

此外，pH值的变动——在热泉系统里可能很常见——或许帮助核糖从硼那里释放出来，让它去参与其他反应，最终，又指向我们。

所以这项研究也说明，使用天然矿物样本而不是纯净的合成材料，有它的价值，尽管后者有助于保持对照、降低实验复杂度。

兜了一圈，又（半）回到卡尔·萨根那句话：我们都是星尘——具体来说，是太空里的糖。

当然，我们对糖的甜味难以抗拒，这带来了不少健康影响。但也许，它也曾提供过那个物理支点，帮助我们存在，并尝试着适度享用它。

这项研究已发表在《Scientific Reports》上。