摘要：英国钻石光源同步辐射装置的最新研究揭示了一个令人震撼的发现：构成生命基础的氨基酸分子可能通过宇宙尘埃颗粒的长途跋涉来到地球，为我们星球上生命的诞生提供了关键的化学原料。这项发表在《皇家天文学会月刊》上的研究首次通过实验证明，甘氨酸和丙氨酸等基础氨基酸能够在太空

信息来源：https://phys.org/news/2025-10-cosmic-life-earth.html

英国钻石光源同步辐射装置的最新研究揭示了一个令人震撼的发现：构成生命基础的氨基酸分子可能通过宇宙尘埃颗粒的长途跋涉来到地球，为我们星球上生命的诞生提供了关键的化学原料。这项发表在《皇家天文学会月刊》上的研究首次通过实验证明，甘氨酸和丙氨酸等基础氨基酸能够在太空的严酷环境中存活，并嵌入在星际尘埃中安全抵达地球表面。

研究团队由首席光束线科学家斯蒂芬·汤普森和光束线科学家莎拉·戴领导，他们通过精密的实验模拟了早期太阳系中尘埃颗粒的加热过程，发现只有特定的氨基酸能够成功附着在硅酸盐颗粒上并保持稳定。这一发现不仅支持了生命起源的"胚种论"假说，更揭示了一个可能的"天体矿物学选择机制"——宇宙本身可能在决定哪些生命分子能够到达像地球这样的行星方面发挥了积极作用。

生命分子的太空之旅

氨基酸作为蛋白质和酶的分子基础，是所有已知生命形式不可或缺的组成部分。长期以来，科学界对这些关键分子的起源存在激烈争论：它们是在地球上通过化学反应自然形成，还是从遥远的太空深处携带而来？这项新研究为后一种观点提供了强有力的实验证据。

研究团队采用了创新的实验方法，合成了无定形硅酸镁的微小颗粒——这正是宇宙尘埃的主要成分。他们将四种重要的氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸——沉积在这些人造尘埃颗粒上，然后使用红外光谱和同步加速器X射线粉末衍射技术，精确监测这些分子在加热过程中的行为变化。

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实验结果令人惊讶：在四种氨基酸中，只有甘氨酸和丙氨酸成功粘附在硅酸盐颗粒表面。更引人注目的是，这些氨基酸形成了稳定的晶体结构，其中丙氨酸甚至能在远高于其熔点的温度下保持稳定。这种选择性附着现象表明，宇宙尘埃颗粒充当了一个天然的"分子筛选器"，只允许特定类型的生命分子搭乘这趟通往地球的太空专列。

汤普森博士解释说："我们的研究显示，宇宙尘埃不仅仅是氨基酸的被动载体，它们实际上参与了选择过程，决定哪些分子能够在漫长的太空旅行中幸存下来。"这种选择机制可能对地球早期的有机化学库存产生了深远影响，进而影响了生命的起源和演化方向。

镜像分子的不同命运

研究中最引人注目的发现之一是丙氨酸的两种镜像形式——L-丙氨酸和D-丙氨酸——在加热条件下表现出截然不同的行为。L-丙氨酸显示出比其镜像对应物D-丙氨酸更高的反应性，这一发现可能解释了为什么地球生命主要使用L-型氨基酸的千古之谜。

这种手性选择性不仅仅是学术好奇心的满足，它可能揭示了生命化学统一性的宇宙起源。在地球上的所有生命形式中，蛋白质几乎完全由L-型氨基酸构成，而不是它们的D-型镜像。这种"同手性"长期以来一直困扰着科学家，因为在非生物化学反应中，两种镜像形式通常以相等的比例产生。

研究团队还发现，硅酸盐颗粒的表面特性对氨基酸的附着和稳定性有显著影响。他们制备了两批无定形硅酸盐，其中一批在氨基酸沉积前进行了热处理以去除表面氢原子。这种表面改性显著影响了氨基酸丢失的温度阈值，暗示宇宙尘埃颗粒的形成和处理历史可能决定了它们携带特定分子的能力。

早期地球的有机物来源

这项研究的意义远远超出了实验室的范围，它为理解早期地球如何获得启动生命所需的有机物质提供了新的视角。南极微陨石和来自Wild 2、67P/Churyumov-Gerasimenko等彗星的样本分析显示，这些太空访客确实携带着高浓度的有机物质，包括各种氨基酸。

根据目前的估算，在地球形成初期的44亿到34亿年前——这一时期涵盖了地壳和海洋的形成到最早微化石在地质记录中出现——微陨石的撞击频率极高，足以成为早期地球有机碳的主要来源。这些来自太空的"生命种子"可能弥补了仅通过陆地化学合成产生的有限氨基酸数量，为生命的出现创造了必要的化学条件。

研究表明，氨基酸最初在覆盖宇宙尘埃颗粒的冰幔内形成。当这些尘埃颗粒穿越早期太阳系并遇到更温暖的内部区域时，冰幔开始升华，释放出其中的氨基酸。此时，只有那些能够成功附着在硅酸盐颗粒表面的氨基酸才能继续它们的太空之旅，最终到达像地球这样的行星表面。

宇宙生命的普遍可能性

这项研究的发现对于理解宇宙中生命的普遍性具有重要意义。如果氨基酸确实可以通过宇宙尘埃在星际间传播，那么生命的化学基础可能在宇宙的许多地方都存在。这为寻找地外生命提供了新的理论支持，同时也暗示着生命可能比我们之前想象的更加普遍。

戴博士指出："我们的研究表明，星际尘埃颗粒可能积极影响哪些有机物能够生存并到达行星表面。通过了解这些过程，我们可以更好地理解宇宙其他地方生命出现的可能性。"

这种"天体矿物学选择机制"的概念为天体生物学开辟了新的研究方向。如果宇宙尘埃确实在筛选和传递生命分子方面发挥关键作用，那么不同恒星系统中尘埃的成分和特性差异可能导致不同的有机化学环境，进而影响生命形式的多样性。

现代天文观测已经在许多恒星周围发现了行星系统，而这项研究暗示，生命的化学前体可能已经通过宇宙尘埃的媒介在这些遥远的世界中播种。这不仅增加了发现地外生命的可能性，也为理解生命在宇宙尺度上的分布和演化提供了新的框架。

这项跨学科研究的成功展示了现代科学合作的力量，将天文学、化学、地质学和先进的实验技术结合起来，探索人类最古老的问题之一：生命从何而来。随着技术的进步和研究的深入，我们对宇宙中生命起源和分布的理解将继续深化，或许有一天我们会发现，地球上的生命确实是宇宙大家庭的一部分。

来源：人工智能学家