科学家在模拟深空环境的条件下，合成了一种不稳定且极易反应的分子——甲烷四醇。

该化合物被描述为“生命之种”，甚至“生源炸弹”，它可能为我们提供有关地球之外生命构成要素如何形成的关键见解。

太空生命分子的发现

科学家首次成功分离出一种化合物，该化合物或许能为探索生命在太空中存在所需的化学条件提供新的见解。

一个国际研究团队成功合成了甲烷四醇。该团队包括密西西比大学的天体化学家瑞安·福特恩贝里 (Ryan Fortenberry)；夏威夷大学马诺阿分校的化学教授拉尔夫·凯撒 (Ralf Kaiser)；以及佛罗里达国际大学的计算化学家亚历山大·M·梅贝尔 (Alexander M. Mebel)。他们关于这种长期以来一直在寻找的化合物的研究成果最近发表于《自然》杂志。

化学形态的“生命之种”

“这本质上是一种益生元浓缩物——一种生命分子之种，”福滕贝里说。“如果有机会，它会产生更复杂的化学反应。可以把它想象成橡果，在林间空地中会长成大树。

“橡果本身并不能长成一棵树；它还需要阳光、水分以及许多其他东西。但它可以是这个过程的起点。”

甲烷四醇属于一类罕见且极具挑战性的化学物质——正酸。这类化合物极难分离和分析，这是出了名的，然而人们认为它们在使生命得以产生的早期化学过程中发挥着重要作用。

在实验室模拟宇宙化学

为了模拟甲烷四醇在太空中可能的形成方式，研究人员将水冰和二氧化碳冰冷冻至接近绝对零度，并使它们暴露于类似宇宙射线的辐射中。此过程使它们能够以气体形式释放分子，并使用强烈的紫外线进行识别。

“对唯一一种碳原子上含有四个羟基的醇的检测，将实验和检测能力推向了‘最后边界’，这是之前由于缺乏实验和计算方法而无法达到的新层次，”凯撒说道，他的实验室一直致力于分离甲烷四醇，已有五年多的时间。

一种爆炸性前生物分子

由于甲烷四醇拥有众多氧键，而氧原子不喜欢与其他氧原子紧密结合，因此该化合物非常不稳定，也就是说，如果保存条件不当，它很可能会分解。

“这种紧凑的碳氧分子就是想要‘爆炸’，”福特恩贝里说，“而一旦你给了它任何形式的能量，它就会爆炸，并产生水、过氧化氢和许多对生命至关重要的其他潜在化合物。

“这就像是一颗益生元炸弹。”

作者表示，如果该分子能在实验室中形成，那它也能在太空中形成。这让该化合物引起了天体化学家的极大兴趣，因为他们正在寻找潜在的生命支持区域。

氧气：无处不在的生命之钥

“虽然碳是生命的构成基础，但氧却几乎构成了其他所有物质，”福藤贝里（Fortenberry）说，“氧无处不在，对我们的生命至关重要。

“因此，如果我们能够找到甲烷四醇自然形成的地方，我们就知道那里拥有支持生命存在的潜在基础物质。”

参考文献：《甲烷四醇与正酸领域的最终边界》，作者：约书亚·H·马克斯、白西林、阿纳托利·A·尼古拉耶夫、龚旗强、梅森·麦卡纳利、王佳、潘阳、瑞安·C·福滕贝里、亚历山大·M·梅贝尔、陶杨、拉尔夫·I·凯撒，发表于2025年7月14日，《自然-通讯》。DOI：10.1038/s41467-025-61561-z

本材料基于美国国家科学基金会 AST-2403867 资助的研究工作。

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