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进化充满了鸡和鸡蛋的场景，但最棘手的解决之一是生命是否存在于核酸之前。研究人员现在提供了有生命，有代谢之前，没有磷酸说法的原始生物化学的证据。磷酸是我们遗传化学的核酸构件的必需成分。 麻省理工学院和波士顿大学的科学家已经确定了一些不需要磷酸的替代性代谢途径，这些发现可以填补我们对复杂有机化学如何演变为地球上生命的了解。 我们今天定义的生命基本上是基于不完全复制的化学，这需要既可以复制模板，也需要捕获足够的能量来物理地将简单的碳基化学物质重新排列成更复杂的形式。 首先一个问题是：一种可能演化为复杂性的化学代码，或者可以使用能量将简单化学物质转化为复杂有机化合物的复杂途径。 在所谓的RNA世界假说中，自由浮动核糖核酸（RNA）串促进了我们可能描述为生命的前体的过程，其中聚合物发挥早期的信息模板和化学机械的作用。 这个概念的一个问题是，RNA不能做没有能源的事情，这将需要一系列的化学反应，我们可以认为是早期的代谢。不仅如此，RNA分子包括磷酸，在环境中被紧紧锁定的分子，因此难以掺入有机化合物中。 其他的“生命前”假设表明早期形式的代谢化学以热或光的形式吸收了来自环境的能量，并且在有细胞膜不受约束的有机汤中将其从一种化学反应转移到另一种化学反应。 最终，这种原始的代谢与RNA结合，随着时间的推移，在个体脂肪泡沫内找到避难所。我们可以认为这是第一个细胞。 然而，现代生物体中的代谢主要基于诸如三磷酸腺苷（ATP）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）的化合物，其再次包括麻烦的磷酸分子。 现在已经由研究人员指定的基于使用硫构建的分子替代代谢途径，硫构建的分子在十亿年前在地球的海洋中是非常丰富的。 这项工作的意义在于，今后努力了解生命起源应该考虑到基于磷酸盐的过程的具体可能性，这是必不可少的。 硫作为早期新陈代谢的中心阶段的想法并不新颖，20世纪初德国化学家Günter W?chtersh?user 认为，硫化铁和硫化镍的化合物可以作为深海海底火山喷口周围固碳的催化剂，作为“先驱生物”的简单的新陈代谢。 由于化学反应是令人信服的，有关这种“铁 - 硫世界假说”所涉及的各种反应的确凿证据。 迄今缺少的是数据驱动的证据，这些早期的过程，不是分散的反应，而是可以构成一个高度联系和相对丰富的原始代谢网络。 因此，科学家团队计算系统生物学--一种使用数学模型探索生化反应的不同分支途径的理论方法，以鉴定一组八种不含磷酸的化合物，这些化合物曾在我们的古代海洋中丰富存在。然后他们应用一种算法来模拟基于这些化学物质的原始代谢，其包括硫化铁和硫酯的含硫化合物，能够允许他们评估一堆不同的反应是如何发生的。 研究人员发现，涉及260种代谢物的315个反应的核心网络可以支持生命所需的大量复杂有机化合物，包括氨基酸和羧酸。 因为早期的生物化学没有留下许多化石方式的证据，我们只能把这些数学模型放在一起。虽然这不是一个无磷酸盐启动生命的积极证据，但它增加了证据的可能性生活从化学大多数生物不再依赖的化学。 它确实增加了生命起源于化学，而大多数生物不再依赖化学的证据的可能性。 这种研究的应用远远超出了考虑早期生命可能形成的方式。将新陈代谢分析为生态系统层面甚至是行星现象，而不是生物体特异性现象的想法，也可能让我们对微生物群落的理解产生影响。 |
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