什么是生命？这是一个模糊的概念，没有唯一的答案。如果你问哲学家，他们可能会引用柏拉图的话，告诉你生命是自我维持和繁殖的能力，但这会让不育的驴子成为无生命物体。问生物学家，他们可能会用教科书上的定义来回答，即生命是带有基因的有序物质——就像单细胞原生动物和象一样多样。
德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学化学教授奥利弗·特拉普（Oliver Trapp）提供了不同的描述。他说，生命是一个“可持续的反应网络”，在这种网络中，生物体拥有生存和适应所必需的过程。这与美国宇航局在寻找地外生命时使用的定义相符。明确生命构成以及维持生命所需条件，有助于天文学家在寻找其他行星上的生命时更好地了解要寻找什么。
具体来说，他们可以寻找收集了必需成分的环境。根据早期地球发生的情况，生命形成的先决条件是有机化学反应的材料。在今天发表在《科学报告》上的一项新研究中，特拉普和他的同事们模拟了 44 亿年前我们的星球是如何获得生命生产化学反应的供应的。他们认为，并不需要特殊的或幸运的条件。相反，地球上的生命是由火山物质和富含铁的陨石产生的。这些物质携带了生命必需的构成要素：氨基酸、脂质、核苷酸和糖。
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“理解生物学的起源是未解决的最大科学问题之一。它对理解地球以外的生命可能有多普遍以及理解人类在宇宙中的地位具有重要意义，”东京理工学院化学教授、国际生命起源研究学会主席亨德森（吉姆）克利夫斯（Henderson (Jim) Cleaves）说，他没有参与这项研究。
先前的理论认为，地球上的火山是起点。熔岩塑造了大陆，火山气体帮助形成了海洋和大气。早期地球可能还有另一个重要的推动力，那就是来自天空的富含化学物质的陨石。
特拉普的新研究表明，是坠落的小行星中的铁将大气中的二氧化碳转化为碳氢化合物、醛和醇等有机分子。“陨石进入稠密大气，受热后，就会发生纳米颗粒的烧蚀，”他解释道。火山上存在的天然矿物质将有助于支持这些化学反应。
为了确定太空岩石和地球喷发之间的相互作用，作者们在实验室中模拟了我们年轻行星的条件。他们购买了两种铁质和石质陨石的碎片，并用酸溶解它们形成溶液，然后浸泡在据信数十亿年前存在的火山灰和矿物质的粉碎样本中。结果是模拟了陨石撞击火山岛的情况。该团队还通过在高压和高温系统下将二氧化碳气体与氢气或水结合，模拟了早期地球的大气条件。
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在这个加压模型中观察反应，团队注意到醛、甲醛、醇、碳氢化合物和乙醛的产量有所增加。这些有机化合物随后将用于进一步的化学反应，生成氨基酸、脂质、DNA 和 RNA 分子。“即使在较低温度下，这些颗粒也具有高度反应性且非常坚固，”特拉普说。作者们认为，随着地球大气层冷却并变得更具反应性，铁可能更容易加速二氧化碳转化为含氧有机化合物的过程。
“看到微陨石在坠落过程中可能对早期有机合成做出了贡献，这非常有趣，”克利夫斯评论道。虽然他说这项工作为生命起源的这一理论提供了充分的证据，但他警告说，这种模拟取决于早期大气层的成分。他表示，尚不清楚这些条件是否与实验室模拟的完全相同。
特拉普说，这些发现是揭示生命构成要素的开端。只要存在合适的物质，维持生命条件的地点可能并非地球独有。这可以帮助太空探险者决定一个行星是否值得探索。例如，在木星的卫星木卫一和木卫二等其他地方已经发现了不活跃的火山——木卫二因其冰层表面下存在液态水海洋，是地外生命的有力竞争者。
或者，这些模拟也可以排除其他看起来有希望的星球。“如果一个行星冷却得太快，无法将二氧化碳转化为有机化合物，这个过程就会完全停止，实际上会导致生命死亡。”即使我们偶然发现了一个拥有最佳生命环境的星球，我们是否真的能找到外星人则是另一回事了。
