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大地真是母亲黏土或是地球生命起源

发布时间:2020-12-29 09:05:39 阅读: 来源:铁丝网厂家

“大地真是母亲”:黏土或是地球生命起源?

美国康奈尔大学生物工程师们称,黏土看上去似乎是一种肥沃度差、由多种矿物质组成的混合物,却可能是地球生命的起源地,至少是使生命成为可能的复杂生化物质的起源地。他们认为,在地质历史早期,黏土形成的水凝胶对生物分子和生物化学反应起到了禁锢作用。在模拟古代的海水中,黏土会形成水凝胶——由大量可吸收液体的微小空间构成(像海绵一样)。

图片来源于网络

过去几十亿年里,被禁锢在这些空间里的化学物可能发生了复杂的反应,从而形成了蛋白质、脱氧核糖核酸以及最终生成活细胞的各种系统。黏土形成的水凝胶可能对上述化学过程起到了禁锢和保护的作用,直至发育出将活细胞包裹住的细胞膜为止。

评点:我的天,原来童话和传说都蕴含着深刻的科学原理。谁说女娲用黏土造人是传说,瞧,人家科学家都证实了。还有希腊神话也早就说过,普罗米修斯想唤醒埋藏于泥土之中的人类生命的种子,让他们使大地更加充满生机。他从河岸抓起一大团泥土然后用这些泥巴根据神的形象捏出了一个人,之后赋予这个泥人善恶和灵性,于是就有了后来的人类。看来人们在诗歌中总称呼“大地母亲”是有一定道理的。

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黏土,是一种似乎十分贫瘠的矿物质,但它很有可能是地球上生命的起源地,或者至少也是使生命成为可能的复杂生化物质。生物与环境设计学教授同时也是康奈尔大学卡利夫学院纳米科学科研人员罗丹说:“我们认为,在早期的地质历史中,黏土水凝胶对于生物分子与生化反应起到了限制的功能。”

在模拟的古代海水中,黏土形成水凝胶——能够像海绵一样吸收液体的微观空间。过了数十亿年,被限制在这些空间中的化学物质通过复杂的化学反应形成蛋白质、DNA,最终形成一整套能够使一个活细胞工作的机制。因此,黏土水凝胶或许可以限制并保护这些化学过程。

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为了进一步验证这一想法,罗丹的研究小组在黏土水凝胶中演示了蛋白质合成。研究人员预先用合成水凝胶做为蛋白质产物的一个“无细胞”媒介,再用DNA、氨基酸、合适的酶和一些少量的蜂窝机械填充海绵材料,就可以使DNA编码成为蛋白质,就好像你在一大桶细胞中一样。

为了使这种方法能够用于生产大量的蛋白质,你需要大量的水凝胶,所以

研究者们开始寻找一种更便宜的方法来制作它。博士后研究者杨大勇注意到黏土形成了水凝胶。为什么会考虑用黏土呢?“它特别便宜,”罗丹说。更好的是,它出人意料地证明了使用黏土能够提高蛋白质的产量。

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但是接着研究者们意识到,他们的发现可能回答了一个长期以来困扰人们的关于生物分子如何进化的问题。由已故的康奈尔大学的卡尔·萨根教授和其他人共同完成的实验显示,氨基酸和其他生物分子应该是在原始海洋中形成的,从闪电中或火山口汲取能量。但是在广袤无际的海洋,这些分子颗粒如何能够经常聚集在一起,从而构成更加复杂的结构体,又是什么在恶劣的环境中保护了它们?

黏土具有极大的可能性,因为生物分子倾向于附着于它的表面,而理论家们也表示细胞质——细胞的内环境表现得更像是水凝胶。罗丹补充道,黏土水凝胶更好地保护发生在其内部的化学过程不被可能会拆除DNA和其他生物分子的核酸酶所破坏。

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