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计算机模拟揭示地球生命诞生新线索—— 氰化氢参与合成关键原始物质
2026-02-10 16:02
来源:中国科学报
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  科技日报北京1月14日电 (记者张梦然)最新一期《ACS中心科学》杂志发布的计算机模拟结果揭示一项新线索:对人类有毒的氰化氢参与合成了地球生命诞生所需的关键原始物质。研究显示,在低温环境下,氰化氢可形成特殊晶体。这些晶体某些晶面具有高度反应活性,能够实现通常难以发生的化学反应。这类反应可能启动了一系列化学进程,进而生成多种生命基本组成单元。
  

 

  

  低温环境下,氢氰酸会形成固态晶体,计算机模拟预测其具有多面体尖端结构,能够“吸引”其他晶体形成蛛网状结构。图片来源:《ACS中心科学》

  “我们或许永远无法完全确定生命是如何诞生的,但探索其部分组成物质如何形成已成为可能的研究方向。”该研究的通讯作者、瑞典查尔姆斯理工大学科学家马丁·拉姆表示,“氰化氢很可能是化学复杂性的来源之一,我们的工作表明它在寒冷环境中能进行出人意料的快速反应。”

  氰化氢在宇宙中广泛存在,例如在彗星以及土卫六等星球的大气中。氰化氢与水结合可形成聚合物、氨基酸和核碱基,这些分别是蛋白质和DNA的关键构成部分。为深入探究其低温化学反应性,团队对冷冻氰化氢晶体进行了计算机模拟。最终,他们模拟出一种外形稳定的氰化氢晶体,其外形为顶端多面、底部圆润的圆柱体,长度约450纳米,整体形状类似切割后的宝石。该形态与此前观察到的晶体结构相符,即以蛛网状从中心向外分支生长,多面顶端在交汇处相互连接。

  计算结果显示,这类晶体能引发在极寒条件下通常无法进行的化学反应。通过分析晶体表面特性,团队发现了两种反应路径,都可在数分钟至数天内,依据温度将氰化氢转化为活性更高的异氰化氢。而晶体表面存在异氰化氢,预示着可能生成更为复杂的前生命分子前体。

  团队期待其他科学家能通过实验进一步验证这些预测。(科技日报 张梦然)

 

 

 

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