生命起源的新配方可能为遥远的有人居住的行星指明道路

遥远星球上的生命(如果存在的话)可能看起来与地球上的生命完全不同。但宇宙的储藏室里的化学成分只有这么多，混合它们的方法也只有这么多。由威斯康星大学麦迪逊分校科学家领导的团队利用这些限制编写了一本食谱，其中包含数百种可能产生生命的化学配方。

他们的成分清单可以通过指出最有可能的条件(行星版本的混合技术、烤箱温度和烘烤时间)来将配方组合在一起，从而集中在宇宙其他地方寻找生命。

研究人员表示，从基本化学成分发展到定义生命的细胞代谢和繁殖的复杂循环的过程，不仅需要一个简单的开始，还需要重复。

“生命的起源确实是一个从无到有的过程，”美国宇航局支持的天体生物学家、威斯康辛大学麦迪逊分校细菌学教授贝图尔·卡萨尔(BetülKaçar)说。“但这种事情不可能只发生一次。生命取决于可以产生自我复制反应模式的化学反应和条件。”

产生促使相同反应一次又一次发生的分子的化学反应称为自催化反应。在《美国化学会杂志》上发表的一项新研究中，Kaçar实验室的博士后研究员彭震和合作者编制了270种分子组合(涉及周期表中所有族和系列的原子)，这些组合具有持续自催化。

“人们认为这种反应非常罕见，”卡萨尔说。“我们正在证明，这种情况实际上并不罕见。你只需要找对地方。”

研究人员将他们的研究重点放在所谓的比例反应上。在这些反应中，包含具有不同电子数或反应状态的相同元素的两种化合物结合形成一种新化合物，其中该元素处于起始反应状态的中间。

该研究的合著者、威斯康辛大学麦迪逊分校地球科学家扎克·亚当(ZachAdam)表示，为了实现自催化，反应的结果还需要为反应再次发生提供起始材料，因此输出成为新的输入。地球上的生命。歧化反应会产生一些相关分子的多个拷贝，为自催化的下一步提供材料。

“如果这些条件合适，你可以从相对较少的输出开始，”亚当说。“每次你转动一个循环，你都会至少产生一个额外的输出，这会加速反应并使其发生得更快。”

自催化就像越来越多的兔子。成对的兔子聚集在一起，生出一窝新的兔子，然后这些新的兔子长大后彼此配对，生出更多的兔子。不需要很多兔子，很快就会有更多的兔子。

然而，在宇宙中寻找松软的耳朵和毛茸茸的尾巴可能不是一个成功的策略。相反，卡萨尔希望化学家从新研究的食谱列表中汲取想法，并在模拟外星厨房的锅碗瓢盆中进行测试。

“我们永远无法确切地知道这个星球上究竟发生了什么来产生生命。我们没有时间机器，”卡萨尔说。“但是，在试管中，我们可以创造多种行星条件，以了解维持生命的动力如何演化。”

Kaçar领导着一个由NASA支持的名为MUSE的联盟，致力于跨越亿万年的金属利用和选择。她的实验室将重点研究包括钼和铁元素在内的反应，她很高兴看到其他人从新食谱书中最奇特和不寻常的部分中烹饪出什么东西。

“卡尔·萨根说，如果你想从头开始烤馅饼，首先你必须创造宇宙，”卡萨尔说。“我认为如果我们想了解宇宙，首先我们必须烤一些馅饼。”