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地球生命起源于“左撇子”,可能與太空輻射有關!
發布時間:2020-05-29     作者:   來源:新浪科技   分享到:

  據國外媒體報道,如果你仔細觀察過花園中的蝸牛,你可能會注意到一個奇怪現象,多數蝸牛殼朝向一個方向旋轉,有時你可能會發現某個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“手性”或者“偏手性螺旋”的現象。在分子中我們可以發現,就像蝸牛殼一樣,分子也會朝向一個方向或者相反的另一個方向旋轉,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分子,整個系統就會崩潰。

  人們認為“手性”可能是生命出現的必要條件,但我們并不知道它最初是如何形成,以及為什么會出現?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,與太空輻射有密切聯系!

  更具體地講,是與宇宙射線對地球大氣層轟擊有關,宇宙射線是以高能粒子的形式輻射,例如:原子核和質子,它們以接近光速的速度在銀河系中不斷涌動。

  高能天體物理學家諾米爾·格洛布斯(Noémie Globus)是美國斯坦福大學凱維利天體物理粒子和宇宙學研究所客座教授,他說:“我們認為地球上生物偏手性特征與磁性極化輻射進化有關,輻射導致生物的一個細微差別的突變可能促進基于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,增大了生物體的細胞突變率,在地球上,我們受到大氣層和磁場的保護,這就是為什么當宇航員進入太空會增大癌癥風險率。

  地球磁場使大量宇宙輻射偏轉,沒有發生偏轉的物質,在進入大氣層后會衰變為基本粒子,當這些粒子到達地面時,大多數宇宙輻射只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2.2微秒,因為它們以接近光速的速度移動,可以在地下幾百米快速移動,然后衰變為電子,介子和衰變形成的電子,也會以相同的方向被極化。

  這對當前的生命形式影響并不大,但是研究人員表示,早期生命作為自我復制分子出現的時候,會比當前脆弱許多。這些早期分子看起來更像是實驗室里制造的分子——兩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,在很長的一段時間里,歷經數十億代生物繁衍,這種影響可能會以一種手性形式首次開始突破,然后占據主導地位,剩下的另一種形式越來越少。

  斯坦福大學理論天體物理學家羅杰·布蘭福德(Roger Blandford)說:“這有點兒像拉斯維加斯的賭博輪盤,一些人可能會紅色輪盤區更感興趣,而不是黑色輪盤區。對于擁有多年經驗的賭場玩家,他們發現那些習慣賭紅色輪盤區的人會賺到錢,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年前分析當時的生物分子進化,但我們可以從很多方面判斷手性特征是否合理,例如:我們可以將細菌浸泡在磁極化輻射,并測量突變率。該試驗可以告訴我們,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的同手性特征并非是地球獨有的,因為宇宙射線在整個宇宙中無處不在,那么這種同手性特征可能也存在于其他地外生物。(葉傾城)


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