要吃到樹莓里的這種糖，地球可能得先挨頓揍？

最近科學界傳來喜訊：在距離地球約2.7萬光年的銀河系深處，發現了一種名叫“赤蘚酮糖”的糖……聽起來很耳熟？那你八成是把它跟無糖飲料里的“赤蘚糖醇”記混了。

記錯了的朋友，喝瓶有糖飲料懲罰自己一下

當然它倆并非毫不相干，雖然人體很少利用赤蘚糖醇，但它能被微生物氧化為赤蘚酮糖，是工業生產赤蘚酮糖的重要原料。

赤蘚酮糖（C4H8O4），圖中為碳原子（灰色）、氧原子（紅色）和氫原子（白色），化妝品中經常用到。圖源：Jiménez-Serra, I. et al. | Nature Astron.

在自然界，赤蘚酮糖也不算稀罕物。咱平時吃的樹莓等紅色漿果，以及蘋果、梨、葡萄等水果和蜂蜜里都有它……這么一聯系，有沒有感覺宇宙都變得“能好怎”了起來？

赤蘚酮糖的甜度遠遜于果糖、葡萄糖、蔗糖等，吃樹莓的時候就別想著嘗出來啦。圖源：圖蟲創意

那我們是如何在幾萬光年之外找到糖的？這個發現又有啥特別之處呢？

宇宙中的糖，被望遠鏡“舔到”了？

我們是怎么知道宇宙中有糖的？難不成是派了位宇航員上去舔一舔？

等等，這不就是傳說中的星空糖……

很遺憾，按現在人類的科技水平，咱們還無法讓飛船前往銀河系中心，更沒法取回一勺可以品嘗的太空糖。科學家們發現赤蘚酮糖，靠的是它獨一無二的“光譜指紋”。

分子在微觀層面上處于旋轉狀態。由于結構差異，不同的分子具有不同的轉動方式，當分子的旋轉狀態發生變化時，會吸收或釋放特定頻率的電磁波——這就像是分子的“身份證”。

過去科學家很難查看糖類的“身份證”，因為糖類普遍容易吸水，受熱后又容易分解，難以讀取準確的旋轉光譜。

糖加熱實驗。糖類常溫下不具備揮發性，無法直接進入氣相色譜柱；高溫加熱則易焦化、分解或炭化。因此分析前，通常要將其轉化為可揮發、耐熱的衍生物。視頻源：ThinkTac | YouTube

2021年，實驗室研究人員利用超快激光汽化技術，讓少量赤蘚酮糖在分解前瞬間進入氣相，測出了它的精確旋轉光譜。獲得“身份證”后，天文學家開始在射電望遠鏡的數據中尋找對應信號。

實驗包含獲取赤蘚酮糖光譜，及在星際介質（ISM）中進行搜索。圖源：Aran Insausti et al. | The Journal of Physical Chemistry Letters

研究團隊使用西班牙耶韋斯天文臺的40米射電望遠鏡，以及IRAM的30米射電望遠鏡，將鏡頭對準了G+0.693分子云區，這是位于銀河系中心附近的一個巨大分子云，并對這片區域進行了高靈敏度、寬頻段的光譜巡查。

西班牙耶韋斯天文臺有兩臺世界級射電望遠鏡。圖源：CMM

在觀測數據中，科學家識別出了12組符合赤蘚酮糖預測的譜線，共涉及17條分子躍遷。其中6組譜線相對清晰，它們的頻率、強度、速度和線寬均與赤蘚酮糖模型相符。

在G+0.693云中識別的12組赤蘚酮糖譜線 圖源：Izaskun Jiménez-Serra et. al | nature astronomy

按照論文采用的統計模型，這6組譜線全部由其他信號偶然對齊的概率約為0.2%，為赤蘚酮糖的鑒定提供了有力支持。如此便能確信，科學家們真的用射電望遠鏡在宇宙中找到了糖。

樹莓中的糖，來自“宇宙外賣”？

糖，是構成生命體不可或缺的核心物質。它們是生命活動的首要能量來源，作為結構骨架參與細胞構成。核糖和脫氧核糖，構成了遺傳物質的骨架，是生物可以生生不息繁殖的關鍵。

有沒有想起被化學課生物課支配的恐懼？圖源：creative-biolabs

但在探討生命起源時，科學家面臨著一個難題：在模擬早期地球環境的實驗中，糖類往往難以高效、穩定地形成——那生命所需的那“第一口糖”是從哪來的？

有人猜想，早期地球上的部分糖及其原料，并不完全是在地球上產生的，而是由小行星、彗星和隕石從太空“外送”來的。

地球：這配送費真是天價啊

赤蘚酮糖當然不是在宇宙中被發現的唯一一種糖。

2000年，科學家曾在銀河系中心附近首次發現乙醇醛，其常被稱為“結構最簡單的糖”，能與星際中的丙烯醛共同形成核糖，為RNA的存在提供基礎。研究者認為，分子云中的赤蘚酮糖，或許就是它與乙二醇生成的。

乙醇醛的分子結構（C2H4O2)，碳原子顯示為灰色，氧原子為紅色，氫原子為白色。圖源：public

2019年，研究人員在默奇森隕石和NWA 801隕石中，檢測到具有地外碳同位素特征的核糖等糖類。

默奇森隕石部分樣品，其于1969年墜落地球，是目前被研究最多的隕石之一，其中還檢測出多種氨基酸及核堿基。圖源：Wikipedia

2025年，科學家又在“奧西里斯-REx”任務帶回的小行星貝努樣品中確認發現核糖、葡萄糖等多種糖。

在太空中拍攝的小行星貝努照片 圖源：NASA

但這次赤蘚酮糖的發現證明了：生命的化學前體其實不必等到小行星形成才出現。其在恒星和行星誕生前的星際分子云中，可能就早已經存在了。

由此，科學家設想出一條可能的物質傳遞鏈：

星際塵埃表面的冰層首先合成糖及其前體。這些物質進入孕育太陽系的原始分子云，隨后被包裹進小行星、彗星和隕石，一部分分子在小天體內部繼續發生反應。最后，小天體撞擊早期地球，把這些有機物送到地表和海洋中。

經典假說中，地球在約45.5億年前形成，此后天體撞擊事件導致月球形成。圖源：Lucy Reading-Ikkanda | Quanta Magazine

如果真的是這樣，那么地球上可能曾經下過一場“糖雨”。

5000萬噸糖，“甜蜜”地砸向地球？

一個經典假說認為，約41億至39億年前，地球剛剛形成不久時，出現過大量小行星和彗星猛烈撞擊內太陽系類地行星的災難性事件。天文界稱之為“后期重轟炸期”。

“后期重轟炸期”的重要依據之一，是阿波羅登月任務帶回的月球巖石樣本，但現在這一假說已受到諸多新證據挑戰。圖源：Today In The Space World

赤蘚酮糖的發現，為地球生命的起源帶來了更多可能性。研究團隊做出了一個大膽的估算：在“后期重轟炸期”，可能有大約50萬至5000萬噸的赤蘚酮糖，隨著小行星撞擊被帶到了地球。

地球：我的外賣一直在打我 圖源：NASA

其中的一部分在“星際旅行”中被分解成更小的分子，另外一部分則隨天體墜落，進入原始地球的海洋、湖泊等水體環境中，快速發生異構化反應，轉化為蘇糖。

蘇糖能夠作為蘇糖核酸（TNA）的糖骨架，結構要比RNA或DNA更加簡單。科學家們在實驗中，證明了TNA也具有一定的儲存和傳遞信息的能力。

圖源：Saikat Bala

按照研究者的猜想，或許在RNA出現之前，早期地球上可能曾存在由TNA或其他簡單聚合物參與的“前RNA世界”。而這場毀天滅地的“糖雨”，或許正是生命出現的關鍵因素。

當然，上述推測目前還缺少足夠的證據。G+0.693分子云是否與早期太陽系具有相似豐度，赤蘚酮糖形成是否需要特殊條件，“后期重轟炸期”是否真的存在等，現在都還存在爭議。

今年2月，中國科學家基于嫦娥六號月球背面樣品的研究，就為月球早期撞擊呈單調遞減提供了證據，不支持“晚期重轟擊”假說。圖源：新華社

但至少，人類在星際空間發現了赤蘚酮糖，證明了在恒星和行星誕生之前，宇宙可能已經開始準備生命誕生所需的原料，或許人類距離回答“我們從哪來”這個終極哲學問題，又近了一步。

來源：博物

編輯：endlesscliff

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