小行星“貝努”（Bennu）持續(xù)為科學(xué)家們解答關(guān)于早期太陽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)于早期太陽系形成和生命起源的重大問題提供新線索。

隨著NASA OSIRIS-REx（源光譜釋義、資源識別與安全—風(fēng)化層探測器）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、一種前所未見的“太空口香糖”，以及超乎想象的超新星塵埃豐度！

一、RNA世界假說的新支持：發(fā)現(xiàn)生命必需的糖類

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，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）。

一支由日本和美國科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)在美國宇航局 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”在早期太陽系中廣泛存在。

支持“RNA世界”假說

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

這一發(fā)現(xiàn)支持了“RNA世界”假說：

“早期生命可能更簡單。RNA是第一個功能性生物聚合物的主要候選者，因?yàn)樗饶艽鎯z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”（能量來源）——葡萄糖，這是重要的能量源在早期太陽系中存在的首個證據(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、類似口香糖的物質(zhì)。

奇特物質(zhì)：這種物質(zhì)富含氮和氧，類似于聚合物。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，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形成。氨和二氧化碳通過一個過程形成了氨基甲酸鹽，它在水溶性狀態(tài)下存活了足夠長的時間，聚合成更大、更復(fù)雜的鏈條，變得不溶于水。

“在這個形成于太陽系早期的原始小行星上，我們看到的是‘開始中的開始’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。通過對這種古老物質(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，因此被稱為“太空塑料”。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為了解生命如何啟動及其所需的原材料來源提供了關(guān)鍵見解。

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系前顆粒（presolar grains），即早于我們太陽系形成的恒星塵埃。

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富含垂死恒星塵埃的原行星盤區(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，提供了對其起源的洞察。

這三項(xiàng)重大成果共同描繪了一個令人震撼的圖景：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