[圖文]鑽石是地球早期生命分子誕生的工作台
研究人員在實驗室研究氫化鑽表面晶體水層受潮濕度的影響
據美國生活科學網報道,目前,科學家研究小組聲稱,鑽石是地球早期生命分子形成的「工作台」。
天體生物學者指出,在地球形成不久,地球表面淹沒於原始態的液體環境中,該環境中包含著生命未完全發育進化的成份。但是這些小的分子結構需要外界的幫助才能形成長而複雜的生物分子,進而構成活生生的有機生命。
許多科學家曾猜測地球早期存在的礦石表面提供了一個有機平台,能夠使分子借助其表面組裝形成生命體。最新關於鑽石的研究表示,其表面非常適合於孕育地球早期生命形式。德國烏爾姆大學安德烈·薩默說,「鑽石完全是一種無毒性礦石,它是非常好的生物材料,是一種自然性物質,其表面具有完全的生物適應性,它可能是最佳的生命形成平台。」
目前,薩默和他的同事們發現一種叫做氫化鑽的鑽石,其接近表面的分子具有剛硬結構序列。他們認為,氫化鑽具有的鑽石過渡性結構序列有助於生命形式的出現。這項研究報告發表在近期出版的《晶體生長與設計》雜誌上。
氫化鑽只是一種外表覆蓋氫原子的鑽石,但是它們並不在珠寶商店裡進行出售。實際上,當前氫化鑽僅在實驗室裡使用。薩默說,「在自然界,氫化鑽很可能出現在火山噴發地點附近,在火山附近會噴射出包括氫氣在內的大量熱氣體。」地球早期處於火山活躍階段,他認為那一時期很可能存在著大量的氫化鑽。
薩默和他的同事們之前曾證實氫化鑽非常「厭水」,不易被水沾濕,當氫化鑽沾水潮濕後,水分子在氫化鑽的表面排列起來,就好像水分子被冷凍成一個晶體層。令人驚奇的是,當氫化鑽完全浸入水中時,晶體水層並未消失。他們認為,地球早期附在氫化鑽表面的原始態液體包含的小型有機分子,在氫化鑽所獨有的晶體水層環境下能夠孕育形成蛋白質和DNA分子。前不久一項研究支持了以上研究觀點,這項研究發現石墨表面的有機組織結構可以形成某些核基礎分子(構成DNA和RNA的分子),其化學特性與鑽石有相似之處。
薩默指出,氫化鑽是比石墨更好的有機生命形成平台。這是由於其表面的晶體層並不是靜態,隨著溫度和光線強度而發生變化。所形成的波動變化將幫助原始態液體環境形成多樣性分子結構。
來自德國菲爾普斯大學的霍斯特·迪特·福斯特林說,「到目前為止,我們僅在氫化鑽表面發現晶體水層,這是一個全新的研究領域,它將有助於證實早期地球生物分子的形成過程。」
科學家仍有許多疑問,如:地球數十億年前是否存在氫化鑽,除這一時期是否有大量的氫化鑽。福斯特林說,「我認為存在大量可利用的氫化鑽並不重要,只要首個生物分子進化過程在一個非常特殊的環境區域(比如氫化鑽表面)開始,並且形成穩定的DNA鏈,此後這種特殊的環境區域就不再是必要條件了。」