До этого были животные, бактерии или даже ДНК на Земле самореплицирующиеся молекулы постепенно развивается их путь от простой материи к жизни под постоянным душ энергетических частиц из космоса.
В новой работе профессор Стэнфордского университета и бывший пост-докторантуре предположить, что это взаимодействие между древних прото-организмов и космических лучей может повлечь за собой важнейшие структурные предпочтения, называемой хиральности, в биологических молекулах. Если их идея правильная, это говорит о том, что все живое по всей Вселенной могли бы поделиться той же хиральный предпочтений.
Хиральность, также известный как объективность, является наличие зеркальной версии молекул. Как левая и правая рука, два хиральных форм одной молекулы отражают друг друга по форме, но не выстраиваются, если укладываются. Во всех крупных биомолекул-аминокислоты, ДНК, РНК-жизнь использует лишь одну форму молекулярной руку. Если зеркальная версия молекула заменяется обычной версии в биологической системе, система будет часто неисправности или полностью прекратить функционирование. В случае ДНК, один неверный передал сахара может нарушить устойчивую спиральную структуру молекулы.
Луи Пастер первым обнаружил этот биологический homochirality в 1848 году. С тех пор ученые спорят о том, является ли леворукость жизни был вызван случайными или неизвестными детерминистического влияния. Пастер предположил, что если жизнь является асимметричной, то это может быть из-за асимметрии в фундаментальных взаимодействий физики, которые существуют по всему космосу.
«Мы предполагаем, что биологическая объективность мы наблюдаем сейчас на Земле из-за эволюции в условиях магнитно-поляризованного излучения, когда крошечная разница в скорость мутации, возможно, способствовали эволюции на основе ДНК жизни, а не ее зеркальное изображение», — сказала Ноэми Глобус ведущий автор статьи, Бывший Корет научный сотрудник Института Кавли в области астрофизики частиц и космологии (KIPAC).
В своей статье, опубликованной 20 мая в год, ученые подробно их аргумент в пользу космических лучей в качестве источника homochirality. Они также обсуждают возможные эксперименты для проверки своей гипотезы.
Магнитные поляризации из космоса
Космические лучи-это распространенная форма высокоэнергетического излучения, которые исходят из различных источников по всей Вселенной, включая звезды и далекие галактики. После попадания в земную атмосферу, космические лучи в конечном итоге разлагаются на элементарные частицы. На уровне земли, большая часть космических лучей существуют только как частицы, известные как мюоны.
Мюоны-это нестабильные частицы, существующие всего за 2 миллионные доли секунды, а потому, что они путешествуют почти со скоростью света, они были обнаружены более чем на 700 метров ниже поверхности Земли. Они также магнитно поляризованных, что означает, в среднем, мюоны всех одни и те же магнитную ориентацию. Когда мюоны, наконец, распад, они производят электроны с той же магнитной поляризации. Исследователи считают, что пробивная способность мюона позволяет ей и ее дочери электронов потенциально влиять на хиральных молекул на Земле и везде во Вселенной.
«Мы облучены все время с помощью космических лучей», — пояснил «Глобус», который в настоящее время после защиты докторской исследователь в Нью-Йоркском университете и Институте Саймонса в Нью-Йорке. «Их эффект невелик, но постоянен в каждом месте на планете, где жизнь может развиваться, и магнитной поляризации мюонов и электронов всегда одинаково. И даже на других планетах, космических лучей будет иметь тот же эффект.»
Предположения ученых о том, что в начале жизни на Земле, эта постоянная и последовательная радиация повлияла на эволюцию двух зеркальных форм жизни в разные стороны, помогая, в конечном итоге преобладать над другими. Эти крошечные различия в скорости мутаций было бы самое значительное, когда жизнь начала и молекулы были очень простыми и более хрупкими. При таких обстоятельствах, небольшие, но постоянные хиральных влияния космических лучей мог бы, за миллиарды поколений эволюции, произвел один биологический руку мы видим сегодня.
«Это немного похоже на колесо рулетки в Лас-Вегасе, где вы могли бы устроить небольшое предпочтение красно карманы, а не черный карманы», — сказал Роджер Бландфорд, Люк цвести профессор Школы гуманитарных наук и наук в Стэнфорде и автор на бумаге. «Играть в некоторые игры, вы бы никогда не заметили. Но если вы играете с этой рулетке за много лет, те, кто привычно ставка на красное будет зарабатывать деньги и те, кто делает ставку на черное потеряет и уйдет.»
Готовы удивляться
Глобус и Бландфорд предлагаю эксперименты, которые могли бы помочь доказать или опровергнуть свою гипотезу космических лучей. Например, они хотели бы, чтобы проверить, как бактерии реагируют на излучения с разной магнитной поляризацией.
«Эксперименты подобного никогда не исполнялись, и я взволнован, чтобы видеть то, что они учат нас. Сюрпризы неизбежно придет от дальнейшей работы на межпредметной темы», — сказал Глобус.
Исследователи также рассчитываем на органических образцах с Кометы, астероиды или Марс, чтобы увидеть, если они тоже обладают хиральной уклоном.
«Эта идея соединяет фундаментальной физики и происхождения жизни», — сказал Бланкфорд, который также является стэнфордский профессор ускорителе SLAC физики и физики элементарных частиц и бывший директор KIPAC. «Независимо от того, является ли или не это правильно, преодоление этих очень разных областях-это захватывающий и успешный эксперимент должен быть интересным.»
Это исследование финансировалось Фондом «Корет», Нью-Йоркский университет и Саймонса.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!