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火星上的条件可能曾经适合RNA生存

2020-07-18 18:21 主页 来源:未知
火星上的条件可能曾经适合RNA生存


文章介绍了科学家们通过设置一系列实验发现火星条件可能更加中性,甚至在pH为3.2的溶液中,RNA的降解速度更快,虽然这并不能证明RNA是在火星上产生的,但我们不能排除RNA世界假说作为火星进化路径的可能性。

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

远古生命在火星上形成的可能性越来越大。科学家们已经确定,过去遥远的星球上,可能刚好具有形成RNA分子的条件。

如果真是这样,那么火星上可能已经形成了生命,这与“RNA世界假说”相符。“RNA世界假说”认为,今天我们的遗传信息主要储存在DNA中,而RNA先于DNA形成,这是复杂进化过程中的一步。

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

图解:RNA世界假说

这项研究已上传到预印服务器bioRxiv上,尚待同行评审,可这是我们了解这颗红色星球上,有关可能存在的生命或过去的生命方面,迈出令人兴奋的一步。

当要在火星上找到具体的生命迹象,我们会受到距离的限制,反过来又限制了我们使用相关技术去探索、去了解火星。但至少我们可以尝试整理这颗红色星球的地球化学历史,至少以确定火星是否适宜居住,确定我们继续寻找的目标是否正确。

“RNA世界”是一种广为接受的关于地球上生命进化的假设场景。提出了单链RNA(核糖核酸)先于双链DNA(脱氧核糖核酸)发展的观点。

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

RNA是自我复制,能催化细胞的化学反应,并且能储存遗传信息。但它比DNA还要脆弱,所以,根据该假设,DNA出现时,RNA就被取代了。

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

但RNA的形成,首先需要一定的地球化学条件。为了确定这些分子是否能在火星上形成,麻省理工学院的行星科学家安吉尔·莫哈罗领导的一组研究人员模,根据如今对地球化学的了解,对40亿年前火星的地球化学条件进行了建模。

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

研究人员在论文中写道:“这项研究中,我们将火星原位和轨道观测值,及其早期大气的模型合成为包含一定范围的pH值和益生元相关金属浓度的溶液,这些溶液涵盖了各种可能的水环境。”

“然后,我们通过实验确定了金属催化水解而引起的RNA降解动力学,并评估了早期火星是否允许长寿命RNA聚合物积累。”

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

现在,火星表面还没有液态水,但各种探测任务获得的地质证据表明,很久以前,它曾经有液态水。

 

火星上的条件可能曾经适合RNA生存

 

(安吉尔·莫哈罗)

因此,莫哈罗和他的团队创造了几种金属的溶液,大家认为这些金属对火星生命的出现具有重要意义,而火星污垢所含的铁,镁和锰的比例以及火星上各种酸性物质也是如此,对火星生命的出现具有重要意义。这些模拟了许多我们认为曾经很潮湿的火星环境。

然后,研究小组将遗传分子浸入各种溶液中,以观察RNA降解所需的时间。

他们发现,RNA在弱酸性水中(pH值约为5.4)和镁离子浓度很高时最稳定。支持这些条件的环境将使火星火山玄武岩受到限制。

火星的全球状况可能更中性,在pH值为3.2的溶液中,RNA降解速度甚至更快。

当然,这些结果并不能最终证明RNA是在火星上形成的,尤其是因为地球化学只是一种猜测(一种很有根据的猜测,但仍然是一种猜测)。

然而,结果确实表明这些条件可能存在于火星上,因此我们不能排除“RNA世界假说”是火星进化路径的可能性。

研究人员在论文中写道:“未来工作需要进一步限制理论上火星水的组成,以了解可能将金属积累到与益生元相关浓度的机制。”

“这里展示的工作突出了金属和pH值对RNA稳定性的重要性,这些金属和pH值来自于可变基岩组成和假设的大气条件,并且增进了我们对地球化学环境,如何影响火星上潜在的“RNA世界”稳定性的理解。”

该团队的论文可在预印服务器bioRxiv上找到。