生命起源新發現：環境波動引導分子自組織

最新研究揭示，環境條件的波動有助於化學混合物自組織並以結構化的方式演化，這挑戰了早期化學演化純粹是混沌的觀點。這項研究探討了複雜化學混合物在變化的環境條件下如何演化，為可能導致生命的預生物過程提供了新的見解。

研究人員將有機分子暴露於重複的濕乾迴圈中，觀察到持續的轉化、選擇性組織和同步的群體動態。這些發現表明，環境條件在促進生命出現所需的分子複雜性方面扮演了關鍵角色。透過模擬早期地球的條件，研究團隊發現分子並非隨機反應，而是自組織、隨時間演化，並遵循可預測的模式。

這項研究由耶路撒冷希伯來大學化學研究所的莫蘭·弗倫克爾-平特博士和喬治亞理工學院的洛倫·威廉姆斯教授共同領導，並發表在《自然化學》期刊上。研究探討了化學系統如何在保持結構化演化的同時進行持續轉化，為生物複雜性的起源提供了新的見解。

化學演化是指在預生物條件下分子的逐漸轉化，這是理解生命如何從非生命物質中產生的關鍵過程。雖然許多研究專注於可能導致生物分子的個別化學反應，但這項研究建立了一個實驗模型，探討整個化學系統在暴露於環境變化時如何演化。

研究人員使用了包含多種官能團的有機分子混合物，包括羧酸、胺、硫醇和羥基。透過將這些混合物暴露於重複的濕乾迴圈中——模擬早期地球的環境波動——研究發現了三個關鍵點：這些觀察表明，預生物環境可能在塑造最終導致生命的分子多樣性方面扮演了積極角色。

弗倫克爾-平特博士表示，這項研究為早期地球上的分子演化如何展開提供了新的視角。透過展示化學系統可以以結構化的方式自組織和演化，我們提供了可能幫助彌合預生物化學與生物分子出現之間差距的實驗證據。

除了與生命起源研究的相關性外，這項研究的發現可能在合成生物學和奈米技術中有更廣泛的應用。受控的化學演化可以被利用來設計具有特定特性的新分子系統，可能導致材料科學、藥物開發和生物技術的創新。

參考文獻：Kavita Matange等人，《複雜化學混合物的演化揭示了組合壓縮和群體同步性》，《自然化學》，2025年2月12日。DOI: 10.1038/s41557-025-01734-x。資金來源：國家科學基金會、NASA生命起源整合中心、Azrieli基金會早期職業教師獎、以色列科學基金會、Minerva基金會、FEBS基金會卓越獎。