地球生命起源于“左撇子”,可能与太空辐射有关!

来源:新浪科技发布时间:2020-06-01

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!

据国外媒体报道,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。

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(Noémie Globus)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(Roger Blandford)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。(叶倾城)


原标题:地球生命起源于“左撇子”,可能与太空辐射有关!

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