日本团队在龙宫小行星样本中发现全部五种核碱基

一项新研究显示，在小行星“龙宫”（Ryugu）的样本中检测到了全部五种基本核碱基——生命的分子“字母”。

小行星颗粒让我们得以一窥可能帮助点燃地球生命的化学原料。“龙宫”样本由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的“隼鸟2号”（Hayabusa2）任务于2020年从太空带回。

2023年，一个国际团队报告称，他们在这些样本中发现了其中一种核碱基——尿嘧啶。如今，在一项发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy）的研究中，一个日本科学家团队证实，这块原始小行星物质中存在全部五种核碱基。

这意味着，这些构成生命的原料可能在太阳系早期就广泛存在。

核碱基是含氮有机分子，构成DNA和RNA中遗传信息的“字母”。五种主要核碱基是腺嘌呤和鸟嘌呤（合称嘌呤），以及胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶（合称嘧啶）。

这些分子与糖和磷酸结合，形成核苷酸——遗传物质的构建单元。没有核碱基，让生物体得以生长、繁殖和进化的遗传密码就不会存在。

通过研究“龙宫”样本中的嘌呤和嘧啶，科学家可以重建原始小行星的化学历史。反过来，这也让我们更好地理解生命的构建单元可能是如何形成、又如何存在于整个太阳系中的。

“隼鸟2号”共带回5.4克原始小行星物质。研究人员必须使用超洁净的实验室条件，以免造成污染。他们用水和盐酸提取有机分子，然后将其纯化以进行进一步检测。

他们在所分析的两份“龙宫”样本中都发现了全部五种核碱基，含量大致相近。

新结果与以往对太空岩石的研究发现一致。1969年坠落在澳大利亚的默奇森陨石（Murchison meteorite）和1864年坠落在法国的奥尔盖伊陨石（Orgueil meteorite），此前都曾产出丰富多样的有机分子，包括核碱基。

当然，落到地球上的陨石可能在飞行和着陆过程中受到污染。但NASA本努（Bennu）小行星任务带回的原始样本也在2025年检测出了全部五种核碱基。

“龙宫”、“本努”以及奥尔盖伊陨石的母体等小行星是早期太阳系的残留物。它们可以在约45亿年间基本原封不动地保存物质。

有趣的是，这些小行星表现出化学差异。默奇森富含嘌呤，而“本努”和奥尔盖伊含有更多嘧啶。据认为，这种平衡可能受到氨的影响——氨是一种关键分子，可以决定哪些核碱基能够形成。

通过深入研究“龙宫”相对原始的样本，并将其与默奇森、奥尔盖伊等陨石进行比较，研究人员正在追溯生命可能的分子原料的宇宙之旅。

他们的结果表明，遗传物质的关键成分可能在太空中形成，后来被送达早期地球。换句话说，地球上的生命故事可能与这些古老小行星的化学密切相关。

这些发现共同表明，整个太阳系中富含碳的小行星都含有多种多样的前生命化学物质。不过，分子的确切组合——例如嘌呤和嘧啶之间的平衡——因小行星的化学环境和历史而异。

由于“龙宫”样本是直接在太空中采集的，并免受地球污染，它们为了解古代太阳系化学提供了最清晰的视角之一。

“龙宫”上全部五种核碱基的发现表明，生命的分子原料可能早在数十亿年前就已在太空中形成。小行星可能帮助将这些原料送达早期地球——从而使生命的起源成为一个更宏大的宇宙化学故事的一部分。

材料由The Conversation提供。原文作者：Kliti Grice，科廷大学有机与同位素地球化学约翰·科廷杰出教授。注：内容可能经过编辑以调整篇幅和长度。

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