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科学家首次在太空发现手性分子,或将破解生命诞生之谜  

2016-06-17 14:19:47|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2016-06-16 19:52

科学家首次在太空发现手性分子,或将破解生命诞生之谜

一些有机分子会出现“左撇子”和“右撇子”版本,这种化学性质被称作手征(空间的螺旋特性)。这些镜像对称又不能完全重合的分子对生物极其关键,我们已经在坠落到地球的陨石上发现了它们,太阳系的彗星上也有它们的踪迹。(一些科学家认为,携带纯手性分子的彗星碎片和陨石坠落在地球上,最终会导致生命不对称性的出现。)

在最新发表在科学杂志上的研究中,研究者们描述了他们首次在星际空间上发现了带有手征性的分子。

通过强大的电波望远镜,研究团队在银河系中心附近一团巨大的正在孕育恒星的尘埃气团(Sgr B2 – 人马座B2星云)中发现了环氧丙烷。

美国国家射电天文台博士后研究员Brett McGuire说:“这是在星际空间中第一个被探测出拥有手性的分子,在理解前生命分子在宇宙中如何形成以及它们对生命起源的影响上,这是开创性的飞跃。”

科学家首次在太空发现手性分子,或将破解生命诞生之谜

有机分子的形成

在类似Sgr B2这样的星际星云中,复杂的自然和有机分子以各种方式在发展。最基本的方法就是通过气相化学,让粒子不断融合以产生更复杂的分子。天文学家说,对于像环氧丙烷这样的分子,尘土颗粒上的纤薄冰层可以将小粒子连接成更大的结构。这些分子就会从颗粒上蒸发出去,在星云内部发生反应。

每一个分子,随着它在星际空间中自然沉降和震动,会发射一种独特的信号,这些可以识别的尖峰脉冲可以在射频频谱中出现。分子越大越复杂,它们相应的信号就越复杂,识别起来就更加困难。

但是研究者无法区分星际空间中手性分子是左旋还是右旋。

首席研究者,加州理工学院的Brandon Carrol说:“这些光谱就像我们双手的阴影,我们没办法判断这是左手还是右手的投影。”

在众多手性分子中,地球上所有的有机体都使用一种,而且只有一种,叫做同手性(组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋氨基酸),这一现象生物结构有着非常关键的分支作用,就像DNA的双螺旋。研究者们目前还不知道为什么生命依赖于一种手性而不是另一种。这一问题的答案则很可能隐藏在这些分子尚没有融入到小行星和彗星之前,在宇宙空间中自然发展的过程里。
Carroll说:“太阳系里的陨石所含有的手性分子存在的年限比地球的寿命还久,而且最近在彗星上也发现了手性分子。这些小分子可能就是我们今天的生命拥有不对称性的原因。”

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