驱动之家|地球生命起源于左撇子:与太空辐射有关!

如果你仔细观察过花园中的蜗牛 , 你可能会注意到一个奇怪现象 , 多数蜗牛壳朝向一个方向旋转 , 有时你可能会发现某个蜗牛壳是反方向旋转 , 但是这种例外现象极其罕见 。
【驱动之家|地球生命起源于左撇子:与太空辐射有关!】这种结构镜像是一种被称为"手性"或者"偏手性螺旋"的现象 。 在分子中我们可以发现 , 就像蜗牛壳一样 , 分子也会朝向一个方向或者相反的另一个方向旋转 , 这就是所谓的"同手性"特征 。
天然氨基酸是蛋白质的组成部分 , 它们几乎都是左旋结构 , 或者说是"左撇子" , 而那些构成RNA和DNA的天然糖 , 几乎都是右旋结构 , 或者说是"右撇子" 。 这一点非常重要 , 如果你用另一种形式的分子替换任何一个分子 , 整个系统就会崩溃 。
人们认为"手性"可能是生命出现的必要条件 , 但我们并不知道它最初是如何形成 , 以及为什么会出现?科学家最新提出一种可能性解释 , 即生命是由来自外太空的强大力量塑造的 , 与太空辐射有密切联系!
更具体地讲 , 是与宇宙射线对地球大气层轰击有关 , 宇宙射线是以高能粒子的形式辐射 , 例如:原子核和质子 , 它们以接近光速的速度在银河系中不断涌动 。 高能天体物理学家诺米尔·格洛布斯(NoémieGlobus)是美国斯坦福大学凯维利天体物理粒子和宇宙学研究所客座教授 , 他说:"我们认为地球上生物偏手性特征与磁性极化辐射进化有关 , 辐射导致生物的一个细微差别的突变可能促进基于DNA的生命进化 , 而不是它的镜像 。 "
宇宙辐射就像其他形式的辐射一样 , 增大了生物体的细胞突变率 , 在地球上 , 我们受到大气层和磁场的保护 , 这就是为什么当宇航员进入太空会增大癌症风险率 。 地球磁场使大量宇宙辐射偏转 , 没有发生偏转的物质 , 在进入大气层后会衰变为基本粒子 , 当这些粒子到达地面时 , 大多数宇宙辐射只能以介子的形式存在 。
介子的寿命比许多基本粒子更长 , 平均为2.2微秒 , 因为它们以接近光速的速度移动 , 可以在地下几百米快速移动 , 然后衰变为电子 , 介子和衰变形成的电子 , 也会以相同的方向被极化 。
这对当前的生命形式影响并不大 , 但是研究人员表示 , 早期生命作为自我复制分子出现的时候 , 会比当前脆弱许多 。 这些早期分子看起来更像是实验室里制造的分子——两种手性特征数量均衡 , 但是持续不断的磁性极化介子可能引起一个非常小、但非常持久的手性偏差 。 随着时间推移 , 在很长的一段时间里 , 历经数十亿代生物繁衍 , 这种影响可能会以一种手性形式首次开始突破 , 然后占据主导地位 , 剩下的另一种形式越来越少 。
斯坦福大学理论天体物理学家罗杰·布兰福德(RogerBlandford)说:"这有点儿像拉斯维加斯的赌博轮盘 , 一些人可能会红色轮盘区更感兴趣 , 而不是黑色轮盘区 。 对于拥有多年经验的赌场玩家 , 他们发现那些习惯赌红色轮盘区的人会赚到钱 , 而那些赌黑色轮盘区的玩家输的概率更高 。 "
现在科学家无法追溯至几十亿年前分析当时的生物分子进化 , 但我们可以从很多方面判断手性特征是否合理 , 例如:我们可以将细菌浸泡在磁极化辐射 , 并测量突变率 。 该试验可以告诉我们 , 极化是否真的引起手性偏向 。
如果是这样的话 , 那就意味着生命中具有重要意义的同手性特征并非是地球独有的 , 因为宇宙射线在整个宇宙中无处不在 , 那么这种同手性特征可能也存在于其他地外生物 。
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