小行星“貝努”（Bennu）持續(xù)為科學(xué)家們解答關(guān)于早期太陽(yáng)系形成和生命起源的一些最大謎題。

貝努（Bennu）小行星的樣品不斷為科學(xué)家解答關(guān)于早期太陽(yáng)系形成和生命起源的重大問(wèn)題提供新線(xiàn)索。

隨著NASA OSIRIS-REx（源光譜釋義、資源識(shí)別與安全—風(fēng)化層探測(cè)器）飛船帶回的原始樣品研究持續(xù)深入，《自然-地球科學(xué)》（Nature Geosciences）和《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）期刊最新發(fā)表了三篇重磅論文，揭示了令人矚目的發(fā)現(xiàn)：生物必需的糖類(lèi)、一種前所未見(jiàn)的“太空口香糖”，以及超乎想象的超新星塵埃豐度！

一、RNA世界假說(shuō)的新支持：發(fā)現(xiàn)生命必需的糖類(lèi)

由日本東北大學(xué)的古川善博（Yoshihiro Furukawa）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在貝努樣品中發(fā)現(xiàn)了地球生物學(xué)必需的糖類(lèi)，特別是五碳糖——核糖（Ribose），以及首次在地球外樣品中發(fā)現(xiàn)的六碳糖——葡萄糖（Glucose）。

一支由日本和美國(guó)科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)在美國(guó)宇航局 OSIRIS-REx 任務(wù)采集的小行星貝努樣本中，發(fā)現(xiàn)了對(duì)生命至關(guān)重要的糖——核糖和葡萄糖。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)延續(xù)了此前在貝努樣本中檢測(cè)到的核堿基（DNA 和 RNA 的遺傳成分）、磷酸鹽以及氨基酸（構(gòu)成蛋白質(zhì)的基石）。這些成果共同展示了：生命的分子原料很可能是通過(guò)隕石被送達(dá)早期地球的。

圖源：https://svs.gsfc.nasa.gov/14932

構(gòu)成RNA的關(guān)鍵要素全部就位

對(duì)于地球生命而言，核糖和脫氧核糖分別是RNA和DNA的關(guān)鍵組成部分。核糖是RNA分子“糖-磷酸骨架”的一部分，用于連接攜帶信息的核堿基。

古川表示：“用于構(gòu)建DNA和RNA的所有五種核堿基，以及磷酸鹽，此前都已在OSIRIS-REx帶回的貝努樣品中被發(fā)現(xiàn)?！?/strong>

“新發(fā)現(xiàn)的核糖意味著，構(gòu)成RNA分子的所有組件，都在貝努小行星上存在?！?/strong>

雖然這些糖類(lèi)本身并非生命的證據(jù)，但它們的發(fā)現(xiàn)，加上此前已發(fā)現(xiàn)的氨基酸、核堿基和羧酸，表明構(gòu)建生物分子的“積木”在早期太陽(yáng)系中廣泛存在。

支持“RNA世界”假說(shuō)

研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要線(xiàn)索：在貝努樣品中發(fā)現(xiàn)了核糖，但未發(fā)現(xiàn)脫氧核糖。這暗示在早期太陽(yáng)系的環(huán)境中，核糖可能比脫氧核糖更常見(jiàn)。

這一發(fā)現(xiàn)支持了“RNA世界”假說(shuō)：

“早期生命可能更簡(jiǎn)單。RNA是第一個(gè)功能性生物聚合物的主要候選者，因?yàn)樗饶艽鎯?chǔ)遺傳信息，又能催化許多生物反應(yīng)?！?/blockquote>

此外，樣品中還含有地球生命最常用的一種“食物”（能量來(lái)源）——葡萄糖，這是重要的能量源在早期太陽(yáng)系中存在的首個(gè)證據(jù)。

二、神秘的古老“太空口香糖”：生命的化學(xué)前體

由NASA艾姆斯研究中心的斯科特·桑福德（Scott Sandford）和加州大學(xué)伯克利分校的扎克·蓋恩斯福斯（Zack Gainsforth）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在《自然-天文學(xué)》上發(fā)表論文，揭示了一種前所未有的、類(lèi)似口香糖的物質(zhì)。

奇特物質(zhì)：這種物質(zhì)富含氮和氧，類(lèi)似于聚合物。它曾是柔軟可塑的，但現(xiàn)在已硬化。

一顆由NASA OSIRIS-REx 任務(wù)帶回地球的貝努小行星微粒，正在透射電子顯微鏡下被操控。為了將這一微小碎片移至其他位置進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究人員首先在其表面加固了細(xì)薄的鉑條（呈“L”形），隨后將一根鎢制微針焊接到碎片上。這個(gè)小行星碎片的直徑只有約 30 微米（大約是千分之一英寸）。

圖源：NASA/University of California, Berkeley

形成機(jī)制：科學(xué)家推測(cè)，這種物質(zhì)可能在貝努的母體小行星形成初期，在小行星因自然輻射變暖時(shí)形成。氨和二氧化碳通過(guò)一個(gè)過(guò)程形成了氨基甲酸鹽，它在水溶性狀態(tài)下存活了足夠長(zhǎng)的時(shí)間，聚合成更大、更復(fù)雜的鏈條，變得不溶于水。

“在這個(gè)形成于太陽(yáng)系早期的原始小行星上，我們看到的是‘開(kāi)始中的開(kāi)始’附近的事件。” —— 斯科特·桑福德，NASA天體物理學(xué)家

這種復(fù)雜的分子可能提供了地球生命起源所需的化學(xué)前體。通過(guò)對(duì)這種古老物質(zhì)的化學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)它具有柔韌性、半透明，甚至化學(xué)成分與地球上的聚氨酯（Polyurethane）有相似之處，因此被稱(chēng)為“太空塑料”。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為了解生命如何啟動(dòng)及其所需的原材料來(lái)源提供了關(guān)鍵見(jiàn)解。

三. 超乎預(yù)期的超新星塵埃豐度

休斯頓NASA約翰遜航天中心的阮安（Ann Nguyen）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，分析了貝努樣品中的太陽(yáng)系前顆粒（presolar grains），即早于我們太陽(yáng)系形成的恒星塵埃。

驚人比例：貝努樣品中超新星塵埃的含量比任何其他已研究的星際物質(zhì)高出六倍！

一幅藝術(shù)可視化圖展示了 OSIRIS-REx 探測(cè)器下降至小行星貝努表面進(jìn)行采樣的情景。

圖源：NASA/University of California, Berkeley

形成環(huán)境：這表明貝努的母體小行星可能形成于一個(gè)富含垂死恒星塵埃的原行星盤(pán)區(qū)域。

這項(xiàng)研究證實(shí)，盡管貝努的母體小行星經(jīng)歷了廣泛的流體蝕變，但其內(nèi)部仍保留著一些未被改變的物質(zhì)“口袋”，這些物質(zhì)富含有機(jī)物和原始硅酸鹽顆粒，提供了對(duì)其起源的洞察。

這三項(xiàng)重大成果共同描繪了一個(gè)令人震撼的圖景：生命的關(guān)鍵分子，包括核苷酸、蛋白質(zhì)的基本拼塊、能量糖類(lèi)以及復(fù)雜有機(jī)聚合物，很可能早在地球形成前，就已經(jīng)在像貝努這樣的小行星中準(zhǔn)備齊全，然后通過(guò)隕石把生命材料播撒到年輕的地球。

參考

[1]https://www.nature.com/articles/s41561-025-01838-6

[2]https://www.nasa.gov/missions/osiris-rex/sugars-gum-stardust-found-in-nasas-asteroid-bennu-samples/

[3]https://svs.gsfc.nasa.gov/14932