手性起源的其他学说

五 手性起源的其他学说

图示

图示

大自然里充满了各种各样有趣的现象,左旋和右旋就是这些现象之一。现代科学揭示,从原子到人类,自然界的手性特征是不对称的,在我们周围的世界里,通常显示出对其中一种手性的偏爱。比如牵牛花的藤总是向右转着往上长的,这种右旋,科学上叫顺时针方向;又如贝壳也有一种偏爱的螺旋性。人类在结构上也是手性的,心脏在左侧,肝脏在右侧。在功能上,右手相对于左手的优势是一种普遍现象,与种族和文化无关。

我们吃的糖,无论是甘蔗汁制的,还是甜菜汁制的,它们的分子都是右旋的。近年来,人工合成了左旋糖,但是说也奇怪,这种糖只有甜味,却不产生热量,原来我们身体里的代谢酶,只接受存在于自然界里的右旋糖。不过左旋糖也有它特殊的作用,正因为我们机体不能消化吸收它,而它又具有甜味,所以在制作低热的甜食时,或应用于患糖尿病之类的病人身上时,左旋糖就大有用处了。(https://www.daowen.com)

在人体内,一切氨基酸分子都是左旋的,而淀粉的分子却都是右旋的,传递生物遗传信息的脱氧核糖核酸,它那巨大的分子有着盘梯一般的双螺旋形状,这种螺旋从底部到顶端,一路都是右旋。科学家发现了一种呈锯齿形的核酸,它却是左旋的。

科学研究表明,生物有一种不对称的趋向,比方说,我们大脑的两个半球,就是不对称的。这是不是也和构成机体的分子的左旋、右旋有关呢?右旋的氨基丙苯,要比左旋的强10倍;而作为对大脑有效的解痛剂吗啡,其分子却总是左旋的。

与手性起源密切相关的是:生命究竟起源于地球还是起源于宇宙?地外起源论派对地球起源论怀疑的中心问题是:熵趋向于使分子形成消旋混合物。科学家们在地球上努力寻求一种物理力,用以对抗进化的力,以便能解释一种空间结构是如何变得占优势的。研究者实验了电场、磁场、重力场是否产生某种对映体过剩。RogerHegstron 认为,物理学家应该将生物界的手性均一与自然界的基本作用力相联系。如被弱力控制的β 衰变产生的电子或正电子,它们有固有的自旋,当它们沿(或逆)自旋轴方向运动时显示左旋(或右旋),是否由此引起电子辐射导致产生单一手性的生物分子。

玻纳提出新星的残体中子星会释放出含圆偏振光的辐射,这是一种顺(或逆)时针螺旋的电磁波,它可能造成宇宙中有机分子的一种对映体的过剩。格林伯格指出彗星是由含有机物的星际尘埃组成的,他提供了在实验室模拟中子星圆偏振光获得手性色氨酸的证据,并认为如果彗星上发生过单一手性分子的浓集,就有可能找到生命起源的开端。此外在对火星展开探测以及对默奇逊陨石进行分析时,人们也期望在那一过程中找到地外存在手性分子的依据。