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地球上「第一個細胞」是如何形成的﹖
從生命在地球上的起源一直到現在﹐科學家們對於生命的起源始終抱有濃厚興趣。最近來自加利福尼亞的斯克里普斯研究所的研究團隊或許在這個謎題上邁出了關鍵一步。他們的新發現指出﹐化學過程「磷酸化」可能比我們之前所認為的更早出現。
這項過程透過在分子中添加含「磷」的原子團﹐使其獲得新的功能﹐這些功能可以將被稱為原生細胞的脂肪球轉化為更高級的形態﹐使它們變得更加多功能﹑穩定且在化學上更加活躍。原生細胞被廣泛認為是35億年前生物化學的重要基石﹐它們可能起源於海底熱泉並在演化成更複雜的生物結構過程中扮演著關鍵角色。
斯克里普斯研究所的化學家表示﹕「我們都在某一時刻思考過自己來自哪裡。這項發現幫助我們更好地理解早期地球的化學環境﹐從而揭開生命起源之謎﹐以及生命如何在早期地球上進化。」研究團隊假設﹐由於磷酸化過程在身體生物功能中普遍存在﹐它應該在原生細胞形成的早期階段就參與其中。
科學家們發現﹐在生命起源的過程中﹐原生細胞可能是從基於脂肪酸的囊泡逐步演化成磷脂囊泡的。這一過程涉及到由脂肪酸和甘油形成的環狀磷脂﹐它們產生了形態多樣且能適應不同金屬離子﹑溫度和pH值的囊泡﹐推動了從結構簡單到雜。
在實驗室中模擬早期地球的環境﹐研究團隊將脂肪酸和甘油等化學物質結合在一起﹐試圖創造出更複雜的囊泡與原生細胞類似的泡狀結構﹐以促進細胞過程。通過調整溫度和酸度﹐研究人員成功地促進了他們所尋求的化學反應﹐證明在原生細胞發展過程中﹐磷酸化可能已經起作用。斯克里普斯研究所的化學家表示﹕「在我們的實驗中﹐囊泡能夠從「脂肪酸」環境過渡到「磷脂」環境﹐這表明四十億年前可能存在類似的化學環境。」。
這項研究描述了創造磷脂也就是一種更複雜類型囊泡膜的「合理途徑」。然而﹐在我們能確定地知道地球上生命是如何形成的之前﹐還需要更多的研究。回溯幾十億年並不容易﹐但科學家們繼續就地球形成後發生的事情進行發現﹐這些都為我們對其他星球上的生命的研究提供了信息。斯克里普斯研究所的生物物理學家表示﹕「揭示早期化學如何過渡到允許地球上出現生命是令人興奮的。我們的發現還暗示﹐可能有大量有趣的物理學在通往現代細胞的過程中發揮了關鍵作用。」。
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