曾几何时，当我们的地球还很年轻、很新的时候，上面还没有发现任何生命的碎片。
然后，在某个地方，不知何故，一些化学现象发生了，我们最早的单细胞祖先的分子构件出现了：氨基酸和核酸以正确的方式结合在一起，继续产生生命的链式反应。
我们并不完全确定这次出现的细节，它发生在数十亿年前，并且在化石记录上没有留下任何痕迹。但利用我们对早期地球化学的了解，科学家们发现了一系列新的化学反应，这些反应可能在亿万年前就在地球上产生了这些生物构件。
“我们提出了一个新的范式来解释从益生元化学到生物化学的转变，”化学家 Ramanarayanan Krishnamurthy 说道斯克里普斯研究所的。 “我们认为我们描述的这种反应很可能发生在早期地球上。”
重建生物化学如何展开在很大程度上是实验性的。科学家们利用他们对当前生物过程的了解，并尝试利用早期地球的化学物质在实验室环境中重现它们。37亿年前。
有证据表明存在的分子之一是氰化物;食用它是致命的，但可能有助于地球上生命的出现。世界各地的许多团队已经探索了氰化物在此过程中的作用；今年早些时候，克里希那穆蒂和他的同事展示了如何氰化物很容易产生碱性有机分子在室温和广泛的 pH 条件下。加入一些二氧化碳后，反应速度确实加快了。
这让研究人员想知道他们是否可以复制他们的成功尝试创造更复杂的有机分子——氨基酸，活细胞中的所有蛋白质都是由氨基酸组成的。
如今，氨基酸的前体是称为 α-酮酸的分子，它与氮和酶反应产生氨基酸。尽管α-酮酸可能存在于早期地球上，但酶却没有，这使科学家得出结论：氨基酸必须是由称为醛的前体形成的。不过，这引发了一系列其他问题，例如 α-酮酸何时占据主导地位。
Krishnamurthy 和他的同事认为，可能存在一种途径，α-酮酸可以在没有酶存在的情况下形成氨基酸。当然，他们从 α-酮酸开始，并添加了氰化物，因为他们之前的实验表明，氰化物是产生有机分子的化学反应的有效驱动力。
接下来添加氨，一种氮和氢的化合物，也存在于早期地球上，以提供所需的氮。经过一番反复试验才弄清楚最后的部分，但是，正如研究人员在之前的工作中发现的那样，关键最终是二氧化碳。
“我们原以为解决这个问题会非常困难，结果比我们想象的还要简单。”克里希那穆蒂说。 “如果你只混合酮酸、氰化物和氨，它就会停留在那里。一旦你添加二氧化碳，即使是微量，反应也会加速。”
综合起来，该团队的总体结果表明，二氧化碳是地球上生命出现的重要成分——但前提是与其他成分结合。研究小组还发现，他们的反应的副产品是一种类似于活细胞中产生的称为乳清酸的化合物的分子。这是核酸（包括 DNA 和 RNA）的组成部分之一。
该团队的结果与当今活细胞中发生的反应非常相似，这意味着这一发现将不需要解释为什么细胞从醛转变为α-酮酸。因此，研究小组认为，他们的发现比醛假说更可能代表益生元分子出现的情况。
下一步是用他们的化学汤进行进一步的实验，看看可能会出现什么其他益生元分子。反过来，这将有助于确定描述地球上所有生命卑微起源的各种情景的合理性和不可信性。
该研究发表于自然化学。
