古代蛋白质研究揭示了自然选择如何早于生命本身

生命究竟是如何从非生命物质中产生的是一个重大谜团，一项新的研究发现，自然选择可能在地球上存在生命之前就已经发挥了作用。通过重现原始汤，科学家们确定了特定氨基酸的混合物如何告知地球上每个生命形式的遗传密码。

虽然自然界中有数百种不同的氨基酸，但从大肠杆菌到大象，每个生物体都可以找到20种核心氨基酸。这是因为一切都可以通过一棵复杂的生命树追溯到数十亿年前存在的一个共同祖先。但是这20种特定的氨基酸有什么特别之处呢?发现是由约翰霍普金斯大学和查尔斯大学的科学家共同领导的一项新研究的目标。

该团队在实验室中重现了早期地球的条件，包括在生命出现之前非常常见的氨基酸混合物。其中一些被认为是当来自太阳的紫外线与当时大气中的气体相互作用时产生的，而另一些则到达陨石上，比现在更频繁地撞击地球。

在他们的实验中，研究小组观察到一种自然选择过程正在发生，即使在没有生命的情况下也是如此。古代有机化合物倾向于将最适合将蛋白质折叠成对重要功能至关重要的形状的氨基酸整合到它们的生物化学中，这使这些化合物有更好的生存机会。给它足够的时间，就会有更多的有机化合物具有有利于生命的特性。

“蛋白质折叠基本上允许我们在地球上甚至有生命之前进行进化，”该研究的共同主要作者Stephen Fried说。“你可以在有生物学之前就已经进化了，你可以在DNA出现之前对对生命有用的化学物质进行自然选择。

研究小组表示，这个过程可以帮助解释非生物体和生物体之间的神秘转变。一旦第一个极其简单的生命形式被激发出来，它们就可以继续进化成数十亿年来一直存在过的其他一切，保存那些“特殊”氨基酸。

“要获得达尔文意义上的进化，你需要有这种复杂的方法将DNA和RNA等遗传分子转化为蛋白质，”弗里德说。“但是复制DNA也需要蛋白质，所以我们有一个先有鸡还是先有蛋的问题。我们的研究表明，在达尔文进化论之前，大自然可以选择具有有用特性的积木。

这项研究不仅对地球上的生命有影响 - 类似的规则也适用于其他世界。毕竟，氨基酸已经在彗星和小行星中检测到，而且似乎相当普遍。

“宇宙似乎喜欢氨基酸，”弗里德说。“也许如果我们在不同的星球上发现生命，情况就不会那么不同。