據國外媒體(ti) 報道,如果你仔細觀察過花園中的蝸牛,你可能會(hui) 注意到一個(ge) 奇怪現象,多數蝸牛殼朝向一個(ge) 方向旋轉,有時你可能會(hui) 發現某個(ge) 蝸牛殼是反方向旋轉,但是這種例外現象極其罕見。
這種結構鏡像是一種被稱為(wei) “手性”或者“偏手性螺旋”的現象。在分子中我們(men) 可以發現,就像蝸牛殼一樣,分子也會(hui) 朝向一個(ge) 方向或者相反的另一個(ge) 方向旋轉,這就是所謂的“同手性”特征。
天然氨基酸是蛋白質的組成部分,它們(men) 幾乎都是左旋結構,或者說是“左撇子”,而那些構成RNA和DNA的天然糖,幾乎都是右旋結構,或者說是“右撇子”。這一點非常重要,如果你用另一種形式的分子替換任何一個(ge) 分子,整個(ge) 係統就會(hui) 崩潰。
人們(men) 認為(wei) “手性”可能是生命出現的必要條件,但我們(men) 並不知道它最初是如何形成,以及為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現?科學家最新提出一種可能性解釋,即生命是由來自外太空的強大力量塑造的,與(yu) 太空輻射有密切聯係!
更具體(ti) 地講,是與(yu) 宇宙射線對地球大氣層轟擊有關(guan) ,宇宙射線是以高能粒子的形式輻射,例如:原子核和質子,它們(men) 以接近光速的速度在銀河係中不斷湧動。
高能天體(ti) 物理學家諾米爾·格洛布斯(Noémie Globus)是美國斯坦福大學凱維利天體(ti) 物理粒子和宇宙學研究所客座教授,他說:“我們(men) 認為(wei) 地球上生物偏手性特征與(yu) 磁性極化輻射進化有關(guan) ,輻射導致生物的一個(ge) 細微差別的突變可能促進基於(yu) DNA的生命進化,而不是它的鏡像。”
宇宙輻射就像其他形式的輻射一樣,增大了生物體(ti) 的細胞突變率,在地球上,我們(men) 受到大氣層和磁場的保護,這就是為(wei) 什麽(me) 當宇航員進入太空會(hui) 增大癌症風險率。
地球磁場使大量宇宙輻射偏轉,沒有發生偏轉的物質,在進入大氣層後會(hui) 衰變為(wei) 基本粒子,當這些粒子到達地麵時,大多數宇宙輻射隻能以介子的形式存在。
介子的壽命比許多基本粒子更長,平均為(wei) 2.2微秒,因為(wei) 它們(men) 以接近光速的速度移動,可以在地下幾百米快速移動,然後衰變為(wei) 電子,介子和衰變形成的電子,也會(hui) 以相同的方向被極化。
這對當前的生命形式影響並不大,但是研究人員表示,早期生命作為(wei) 自我複製分子出現的時候,會(hui) 比當前脆弱許多。這些早期分子看起來更像是實驗室裏製造的分子——兩(liang) 種手性特征數量均衡,但是持續不斷的磁性極化介子可能引起一個(ge) 非常小、但非常持久的手性偏差。
隨著時間推移,在很長的一段時間裏,曆經數十億(yi) 代生物繁衍,這種影響可能會(hui) 以一種手性形式首次開始突破,然後占據主導地位,剩下的另一種形式越來越少。
斯坦福大學理論天體(ti) 物理學家羅傑·布蘭(lan) 福德(Roger Blandford)說:“這有點兒(er) 像拉斯維加斯的賭博輪盤,一些人可能會(hui) 紅色輪盤區更感興(xing) 趣,而不是黑色輪盤區。對於(yu) 擁有多年經驗的賭場玩家,他們(men) 發現那些習(xi) 慣賭紅色輪盤區的人會(hui) 賺到錢,而那些賭黑色輪盤區的玩家輸的概率更高。”
現在科學家無法追溯至幾十億(yi) 年前分析當時的生物分子進化,但我們(men) 可以從(cong) 很多方麵判斷手性特征是否合理,例如:我們(men) 可以將細菌浸泡在磁極化輻射,並測量突變率。該試驗可以告訴我們(men) ,極化是否真的引起手性偏向。
如果是這樣的話,那就意味著生命中具有重要意義(yi) 的同手性特征並非是地球獨有的,因為(wei) 宇宙射線在整個(ge) 宇宙中無處不在,那麽(me) 這種同手性特征可能也存在於(yu) 其他地外生物。(葉傾(qing) 城)
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