生命的基本构件可以在太空中形成，科学家在实验室进行了证明

肽是最小的生物分子之一，是生命的关键组成部分之一。新的研究表明，它们可以在太空中的冰粒表面形成。这一发现证实了流星、小行星或彗星可以通过撞击地球并提供生物构件来启动地球上的生命的想法。

肽是氨基酸的短链，氨基酸是蛋白质的组成部分。当肽连接在一起形成一条链时，它们被称为多肽。长于约 50 的多肽链就是蛋白质了。有时肽被称为“蛋白质的短表亲”。蛋白质是较大的生物分子，发挥着许多重要的生物学作用，因此没有肽就没有蛋白质，也就没有生命。身体中的每个细胞和所有组织都含有肽。

大多数人认为，埃米尔·费舍尔（Emil Fischer）在 20 世纪初发现了肽和肽键。他获得了 1902 年的诺贝尔化学奖。费舍尔认为有一天科学家可以利用肽科学合成蛋白质。现在我们生活在一个不断发现和合成肽的时代，产生了80多种治疗各种疾病的新疗法。肽很关键，它们的用途很广泛。它们的发现帮助开创了一个我们对生物过程的理解突飞猛进的时代。

而在太空中的发现肽可能对理解生命起源有同样的意义。

氨基酸和肽结合在一起形成有机细胞

肽一定起源于某个地方。近年来，研究人员在太空中发现了其他结构单元，如氨基酸。天文学家在坠落地球的陨石中发现了氨基酸，他们在彗星中发现了甘氨酸以及铵盐和脂肪族化合物。最新的研究表明，我们可以将肽添加到太空中自然存在的有机构件列表中。

如果这项新研究是准确的，太空中的自然过程可以产生基本的前生物构件。这表明生命出现的可能性可能很普遍，并且任何肥沃的行星或卫星都可能已经播种了这些构件。

来自德国耶拿大学和马克斯·普朗克天文学研究所的科学家2月10日在《自然天文学》杂志上发表了一篇论文，题目是《通过原子碳的凝聚在太空中形成肽的途径》，论文主要作者是泽格·克拉斯诺库茨基（Serge Krasnokutski）。

这项新研究的合著者、马克斯·普朗克天文学研究所所长托马斯·亨宁（Thomas Henning）说：“令人惊讶的是，复杂的有机分子存在于恒星之间、原行星盘、原始陨石和彗星之间更密集的区域。它们可以通过气体阶段的、冰冷的颗粒表面和陨石母体的湿化学过程中的各种过程形成。”

研究人员在他们的论文中指出，复杂分子存在于星际介质中。以前的研究人员在实验室中模拟了星际介质条件并产生了相同的复杂分子。但是这种类型的研究是有限度的。到目前为止，只有相对较小的具有生物学意义的分子，在实验室被证明，可以在典型的空间条件下形成。

2020年，科学家们在丘留莫夫－格拉西缅科彗星的头部发光云中检测到甘氨酸。（来源：欧空局）

]德国科学家这项研究的重点是存在于巨型分子云中的尘埃颗粒——特别是碳或硅酸盐原子——的冰冷表面。这些巨型分子云当中的绝大部分物质是氢和氦，但是在其余质量当中，有一半是这些碳和硅酸盐原子。 碳原子和硅酸盐原子聚集在一起，形成直径不到百万分之一米的聚集体。它们在巨型分子云内的位置至关重要，因为恒星，以及行星，都是由巨型分子云中的材料形成的。这是肽与地球或其他地方生命之间潜在联系的开始。

这项工作不同于以前产生具有重要生物学意义的小分子的工作。肽是氨基酸链，因此它们比以前产生的甲醛等物质要大。这项新研究的重点是碳和硅酸盐原子团的冰层。这些层提供了一个天然实验室，材料附着在冰上并相互紧密接触。这种接近允许化学反应形成更复杂的分子。

该论文的作者写道：“我们通过实验证明碳原子在冷固体颗粒（宇宙尘埃）表面的凝聚导致形成异构的聚甘氨酸单体（氨基烯酮分子）。在氨基烯酮分子相遇后，它们聚合产生不同长度的肽。”

这一发现在很大程度上取决于主要作者克拉斯诺库茨基的科学努力。克拉斯诺库茨基开发了一种生产冷碳原子的方法并申请了专利，该方法可以在实验室复制太空条件。世界各地的实验室现在都使用这种方法。

2020 年，克拉斯诺库茨基发表的研究结果表明，最简单的氨基酸——甘氨酸可以在冷碳原子的帮助下在尘埃颗粒表面形成。他证明，这些化学反应不需要紫外光子作为能源。

分子云是广阔的恒星形成区域。

克拉斯诺库茨基说：“即使在最低温度下，单个碳原子也具有惊人的反应性。它们充当‘分子胶’，将分子连接在一起，将无机物质转化为有机物质。”

那么接下来要考虑的问题是：像甘氨酸这样的简单氨基酸，能否在太空中形成更长的肽链或蛋白质链？

找出答案的唯一方法是设计和进行正确的实验。研究小组需要复制太空中冷碳原子的关键条件。他们使用了以前在耶拿大学 MPIA 实验室天体物理学组开发的方法。该方法利用超高真空室，产生了星际介质的分子云中那样的真空。

在超高真空室内部，研究人员模拟了冰冷尘埃颗粒的表面，并将原子和分子沉积在它们的表面上。他们发现在寒冷的表面上形成了氨基烯酮。氨基烯酮是甘氨酸的前体，甘氨酸是最简单的氨基酸。他们还发现了肽带的证据，这是一种将氨基酸在肽短链以及较长蛋白质链中结合在一起的化学键。

只有当研究小组将他们的样本加热到高于分子云内部的温度时，这些肽带才会出现。因此，它们可能在新恒星形成时自然发生，或者当尘埃颗粒沉积在恒星宜居带的行星表面时产生。研究者说：“形成氨基烯酮的低温化学反应和让氨基烯酮分子结合形成肽的升温过程，二者一起可以在星际尘埃颗粒上产生肽。”

该团队发现了一种形成肽的新途径。而且它比其他途径需要更少的能量，这意味着它可以在寒冷的外太空自然发生。此外，它还需要碳原子、一氧化碳和氨，它们是星际介质中最丰富的分子种类。

碳是这一切的中心，就像它在所有生命中一样。“单个碳原子引发了丰富多样的化学反应。即使在外太空发现的条件下，这种化学作用也比以前认为的更接近产生生命出现所需要的物质，”克拉斯诺库茨基说。

碳是生命所必需的，是宇宙中质量第四丰富的元素。这张彗星的图像中，碳让彗星周围产生称为彗发的绿色辉光

科学家们发现，生命的成分比他们想象的要广泛得多。通过这项研究，我们发现其中一些成分可以在一个不太可能的地方结合成生物构件，即便是在星际介质分子云内的冰冻真空中。当条件变暖时，这些构建块的复杂性会增加。

这些结果强化了分子胚种论的观点。这个理论表明，虽然生命很罕见，但构成要素却很普遍。这些构建块可能已经传播到每个行星和卫星，尽管在大多数世界上不可能存在生命。如果这是真的，那么整个宇宙中的众多卫星和行星上可能已经出现了生命。

但研究表明，许多世界虽然可能经历了一段宜居期，但从未长期保持宜居性。这意味着地球仍然是稀有的，甚至可能是独一无二的。