黏土是地球生命的起源地？

黏土，是一種似乎十分貧瘠的礦物質，但它很有可能是地球上生命的起源地，或者至少也是使生命成為可能的復雜生化物質。生物與環(huán)境設計學教授同時也是康奈爾大學卡利夫學院納米科學科研人員羅丹說：“我們認為，在早期的地質歷史中，黏土水凝膠對于生物分子與生化反應起到了限制的功能。”

在模擬的古代海水中，黏土形成水凝膠——能夠像海綿一樣吸收液體的微觀空間。過了數十億年，被限制在這些空間中的化學物質通過復雜的化學反應形成蛋白質、DNA，最終形成一整套能夠使一個活細胞工作的機制。因此，黏土水凝膠或許可以限制并保護這些化學過程。

為了進一步驗證這一想法，羅丹的研究小組在黏土水凝膠中演示了蛋白質合成。研究人員預先用合成水凝膠做為蛋白質產物的一個“無細胞”媒介，再用DNA、氨基酸、合適的酶和一些少量的蜂窩機械填充海綿材料，就可以使DNA編碼成為蛋白質，就好像你在一大桶細胞中一樣。

為了使這種方法能夠用于生產大量的蛋白質，你需要大量的水凝膠，所以研究者們開始尋找一種更便宜的方法來制作它。博士后研究者楊大勇注意到黏土形成了水凝膠。為什么會考慮用黏土呢？“它特別便宜，”羅丹說。更好的是，它出人意料地證明了使用黏土能夠提高蛋白質的產量。

但是接著研究者們意識到，他們的發(fā)現(xiàn)可能回答了一個長期以來困擾人們的關于生物分子如何進化的問題。由已故的康奈爾大學的卡爾·薩根教授和其他人共同完成的實驗顯示，氨基酸和其他生物分子應該是在原始海洋中形成的，從閃電中或火山口汲取能量。但是在廣袤無際的海洋，這些分子顆粒如何能夠經常聚集在一起，從而構成更加復雜的結構體，又是什么在惡劣的環(huán)境中保護了它們？

黏土具有極大的可能性，因為生物分子傾向于附著于它的表面，而理論家們也表示細胞質——細胞的內環(huán)境表現(xiàn)得更像是水凝膠。羅丹補充道，黏土水凝膠更好地保護發(fā)生在其內部的化學過程不被可能會拆除DNA和其他生物分子的核酸酶所破壞。

王譽成/編譯

內容來源：science daily網站