早期地球生命燃料磷酸盐的来源之谜可能已经解开

磷酸盐是原始地球生命的根源，很可能是由来自太阳的能量产生的化学物质。英国和美国的研究人员声称，他们的工作证明了一个合理的途径，通过紫外线可以从撞击年轻行星的陨石中的物质中化学生成磷酸盐。¹

磷酸盐对地球上的所有生命都是必不可少的:它们是DNA和RNA的组成部分，也是骨骼和牙齿的结构材料。因此，很明显，生物起源之前的化学一定有磷酸盐的来源。然而，这一来源仍然存在争议，一些研究人员认为它们来自火成岩，而另一些研究人员则认为磷酸盐可能来自太空。

许多工作都是为了解释生命起源前的分子如何通过纯化学手段发展成能够通过自然选择进化的生命形式。其他关键的化学物质，如硫化氢、氰化氢和水，都被认为存在于早期的地球上，但磷仍然是一个谜。在地球的化学分化过程中，靠近地表的磷最终进入矿物磷灰石中。“在之前的实验中，磷灰石被研磨成粉末，以增加表面积，”地球化学家说Stephen Mojzsis科罗拉多大学博尔德分校。“磷灰石的溶解度非常非常低。我们需要从可靠的自然来源中获得有效的化学物质，而地壳在这方面似乎不是特别可靠。”

2019年，物理化学家拉尔夫·凯瑟夏威夷大学的研究人员提出，陨石撞击可能是一个来源，因为可溶性含磷有机化合物可以在星际冰中合成。²然而，Mojzsis警告说，“行星后期的大部分质量都来自于大的撞击物，而不是像今天这样的小物体的温和传递。”这样的小行星和彗星——直径10千米到100千米——会产生大约2000K的撞击羽流，所以任何有趣的有机分子都会被烧成脆皮!”

这项新工作是Mojzsis和生命起源前化学家的合作Dougal Ritson而且约翰·萨瑟兰剑桥MRC分子生物学实验室的研究人员——也引用了陨石。然而，研究人员并没有认为它们提供了现成的有机分子，而是研究了陨石坑的数据和地球化学证据，以估计它们在地球早期轰击期间提供的磷的数量。

这些磷会以磷化物的形式被运送。研究人员开发了一种机制，展示了在硫化氢和水的存在下(这两种物质都存在于早期的地球上)，紫外光是如何将这种磷化物氧化成磷酸盐的。紫外线下的实验证明了这一点。更妙的是，这种机制所暗示的地球化学情景与MRC小组之前的工作相吻合。^3.里特森解释说:“你可以氧化磷，同时对陨石撞击产生的氰化氢进行光还原化学反应。”“这可以导致氨基酸、核苷酸和磷脂前体，所以你可以非常精确地定位所有东西。”

“从机械的角度来看，这是一篇非常重要的论文，展示了磷酸盐是如何形成的，”凯泽说。然而，他不太相信研究人员的估计，即它提供了生命起源所需的大部分或全部磷酸盐。他不同意Mojzsis关于有趣的有机分子不会在陨石撞击中幸存的断言，然而，他说“在陨石中发现了巨大的有机分子阵列”。他总结说:“在地球上氧化之前，几乎不可能量化磷酸盐有多少来自地球，有多少来自太空，有多少来自陨石，因为有太多的不确定性，而且没有进行可靠的误差分析。”