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逃离黑洞的生命 - 看看网
逃离黑洞的生命
2011-8-24  作者:贺飞鸿  阅读:  

黑洞,这个宇宙中最贪婪的天体,也许曾经网开一面,释放了最早的一批生命物质,这些“逃犯”最终落脚地球,进化出了地球生命,并在几十亿年后孕育了我们人类自己。

倒霉的史波克史波克快要饿死了。他静静地躺在企业号太空船里,周围放满了各式各样的食物和饮料,可是他却一口都吃不下,就算吃得下,也消化不了。其实,史波克并不是一个正常的人,在一次搭载运输设备穿越时空的行动中,由于设备发生了故障,史波克身体内的物质结构完全“颠倒”了,所有左手性的氨基酸全都变成了右手性的氨基酸,这导致他根本无法享用由左手性的氨基酸构成的普通食物,他不得不在食物堆中忍饥挨饿。

这是美国著名科幻电视系列剧《星际迷航》中的一幕,它向我们展示了物质结构手性的古怪之处。手性是化学分子的一个光学特征,当用光照射化学分子时,分子会让光的振动方向发生变化,有的分子结构让光的振动向左旋转,这样的分子结构就是左手性的;有的结构会让光的振动向右旋转,这样的分子结构就是右手性的。两个彼此手性相反的化学分子,其内部的原子可能完全相同,排列方式也类似,但却互为镜像。就好像我们的双手分为左右两只,左手和右手的组成成分几乎是相同的,也都有五根手指头,但是,左手是左手,右手是右手,我们无法通过翻转自己的左手,让它完全变成右手的样子。只有我们把左手举到镜子前,左手在镜子里的像才和右手的样子相同。

地球生命全“跑偏” 化学分子的手性和我们的身体和进食有什么关系吗?关系可大了。蛋白质是我们身体中至关重要的组成成分之一,它们帮助细胞完成各种功能,蛋白质是由多种氨基酸构成的,而氨基酸的结构就具有手性。如果我们探究一下人体,甚至其他生物体内五花八门的氨基酸的手性情况,一个令人震惊的现象会出现在我们面前:几乎所有生物体内的氨基酸,全部都是左手性的!是右手性的氨基酸不存在吗?

并非如此,如果我们在化学实验室中,通过化学的方法合成氨基酸,反应的产物中既有左手性氨基酸,也有右手性氨基酸,两者数量基本相等。可是为什么生命却只钟情左手性氨基酸呢?这就好比一个人收集了一抽屉的手套,竟然全都是左手手套,而且他也只戴左手手套,从来不戴右手手套一样。所有的地球生命为什么全都“跑偏”了?这就是生命的“手性难题”。

这个咄咄怪事自从发现之日起,就一直让相关领域的科学家头疼不已。科学家首先尝试着从地球生命诞生之初的情景来解释,他们猜测,也许手性难题是偶然产生的,宇宙中左手性氨基酸和右手性氨基酸应该是相等的,但在地球历史早期,宇宙中随机地飞来了左手性的氨基酸,降落到地表,于是最早的地球生命就使用了左手性氨基酸组装自己,然后进化出的各种生物,也就只制造和利用左手性的氨基酸了,即使宇宙中再飞来右手性氨基酸,它们也都视而不见,弃之不用。

根据这个解释,宇宙中左、右手性的氨基酸是数量相等的,地球生命偶然选择了左手性氨基酸,也许其他星球上的生命会偶然地选择右手性的氨基酸。但是,科学家对陨石的研究却推翻了这个解释。每年有许多陨石会落到地球上,一些陨石中携带了有机物,甚至有类似氨基酸的化学分子。考察这些化学分子的手性,我们会发现,左手性的类氨基酸分子总是比右手性的类氨基酸分子要多2%到18%,却从来没有发现过右手性氨基酸占优势的事例。

 

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