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探索左旋生命分子起源之谜 光线偏振原因
有人提出质疑,认为陨石中的左旋氨基酸超量,是由于暴露在太阳星云的偏振辐射中所致。对此研究人员解释说,在研究样本中,左旋天冬氨酸超过的数量非常大,单独用偏振辐射是无法解释的,必须还有其他的因素。
而且只有天冬氨酸左旋超量,丙氨酸却没有,这给了研究小组一个关键提示:在地球生命起源之前,这些氨基酸在小行星内部是怎样被制造出来的?在此过程中怎样产生了左旋超量?
结晶过程的秘密
“我们发现了一个事实:丙氨酸和天冬氨酸形成晶体的方式不同。”论文合著者、NASA戈达德博士后成员亚伦·伯顿说。研究人员探索氨基酸分子的结晶过程,看它们会产生左旋还是右旋过量,发现天冬氨酸和丙氨酸形成了两种不同类型的结晶。
研究小组认为,最初只有很少的左旋过量,这些左旋过量是通过结晶化和水溶解作用而被放大的。一些氨基酸,如天冬氨酸的形状让它们适合在一起形成纯晶体,即只有左旋或右旋分子构成。对于这些氨基酸而言,微小的左旋或右旋过量会逐渐放大,淘汰反向版的晶体;而丙氨酸在形状上更容易与其镜像版结合,所以这种晶体就由等量的左旋和右旋分子构成。随着这种“混合”晶体的生长,其中某个旋向也会有少量过量,但会逐渐消失。这两种过程都必需的一个条件是,氨基酸溶解于水中时能够改变其分子旋向。
研究小组解释说,由此推测一个可能的情况是,在太阳星云辐射的条件下,比如偏振紫外线或附近恒星的辐射产生了左旋氨基酸,或破坏了右旋氨基酸,导致了最初一点微小的左旋过量。在小行星内,最初的左旋过量经一种类似于结晶化的过程而被放大。小行星和陨石碰撞将这些物质带到了地球,左旋氨基酸可能被并入正在出现的生命中,同样经由结晶化过程使得左旋氨基酸富集起来。在地球上河流、湖泊和海洋底部的古老沉积物中,都发现有这种类似的左旋富集。
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