核酸碱基的形成

4.核酸碱基的形成

相似的研究提供了一些最早的证据，核酸的成分可能在生物前的朦胧时期就已经形成了。1961年，朱安·欧若就试图确定，通过甚至比米勒－尤雷实验更简单的化学反应，是否亦可得到氨基酸。他在没有通入乙醛的条件下把氢氰酸和氨在水溶液中混合，发现由这些化合物可能确实形成了氨基酸。此外，他还得到了一个意外的发现，最丰富而复杂的分子，经鉴定是腺嘌呤。

读者应该记得，腺嘌呤是存在于RNA和DNA中的四个含氮碱基之一，它还是目前在化学反应中提供能量的主要分子三磷酸腺苷（ATP）的组成成分。欧若的研究意味着，如果大气的确处于还原状态的话，腺嘌呤可论证的主要生物化学物质之一，也许被用于帮助生命的发端。近来的研究确定，余下的核酸碱基可以从氢氰酸和在还原的生物前大气中就已形成的两种其他的化合物——氰（C₂N₂）和丙炔腈（HC₃N）反应而获得。因此，早期的实验似乎可以证明，在似乎真实的生物前条件下，蛋白质和核酸的重要成分在早期的地球上都可能存在。

令人注目的是，在这些不同的实验中所产生的许多相同的化合物还被证明在外层空间中也存在。除嘌呤碱基（腺嘌呤和鸟嘌呤）之外，米勒－尤雷实验中形成的那些氨基酸族在含碳的陨石中已被鉴定定出有强烈的重复性，而且实验室实验已暗示作为生物前合成的参与者的小分子族——水、氨、甲醛、氢氰酸和丙炔腈——在诞生新星的星际尘云中是丰富的。

外层空间存在的分子和实验室内模拟生物前化学反应所产生的分子之间的一致性，意味着这种模拟已给年轻地球上发生的化学反应的合理情景添了光彩。可是，新近的研究表明，地球的大气似乎不像尤雷和米勒所假定的处于还原状态。有人推测，在过去的研究中所形成的许多有机化合物，即使在含有少量氢、甲烷和氨的大气中也会形成，看来仍须细心地考虑生物前朦胧时期积累蛋白质和核酸组分的其他机制。

例如，为地球上生命所需的氨基酸和含氮碱基可能由星际尘埃、陨石和彗星传入。在地球历史的头5亿年期间，受陨石和彗星的碰撞必然强烈，但有机物质有可能残存下来。还有一种可能性，虽然这种可能性似乎很小，那就是生命所需的一些有机物质根本不是起源于地球的表面，而是出现于深海裂口，因为地壳的深海裂缝使强烈的热气体在其间进行循环。