研究表明原始细胞壁形成归功于雨水

研究表明原始细胞壁形成归功于雨水

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38亿年前，在雨水的帮助下，原始细胞周围形成了一层网状壁。这一发现为理解生命起源提供了新的视角。

38亿年前，在雨水的帮助下，原始细胞周围形成了一层网状壁。图片来源：芝加哥大学普利兹克分子工程学院

关于生命起源的一个主要未解之谜是，地球“原始汤”中漂浮的RNA液滴究竟如何演变成了被膜包裹的生命体——细胞。美国芝加哥大学和休斯敦大学生物学家和工程师在发表于《科学进展》杂志的论文中提出了新见解。论文演示了38亿年前雨水如何帮助原始细胞形成网状壁，这是从微小的RNA珠滴演变为细菌、植物、动物和人类的关键一步。

研究探讨了一种由蛋白质、脂质和RNA等复杂分子自然形成的隔室，称为“凝集体液滴”。这些液滴就像是水中的油滴，长期以来被视为第一批原始细胞的候选者。

任何包含新的、可能有用的RNA前生命突变的液滴，都会在几分钟内与其他RNA液滴交换这种RNA，这意味着它们很快会变得相同。这样就不会有分化和竞争带来的进化，也意味着没有生命。

研究人员发现，含有早期RNA形式的凝集体液滴中，RNA交换得太快。他们假设，蒸馏水对凝集体液滴的影响可能与地球上生命的起源有关。而38亿年前蒸馏水可能存在的方式就是雨水。

实验发现，将凝集体液滴转移到蒸馏水中可延长RNA交换的时间，从几分钟延长到几天。这段时间足以发生突变、竞争和进化。

将凝集体液滴转移到蒸馏水中，液滴周围就会形成一层较硬的“皮肤”，从而限制它们交换RNA。当它们稳定下来，不再交换遗传物质，就能很好地储存自己的遗传信息。该状态至少持续几天，保证其遗传序列中发生突变，一个种群就可实现进化。

在利用真实雨水和模拟雨水进行的实验中，研究人员发现了相同结果：雨水形成了原始细胞周围网状壁，创造了可能孕育生命的条件。