РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чем лево лучше, чем право: Подсказка из звездной колыбели

Жизнь на Земле фундаментально несимметрична, и до сих пор никто не знает, почему. Возможно, ответ придет из далекого космоса.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Никто не знает, почему так получилось, но жизнь на Земле в своей химической основе придерживается левой стороны. Это, конечно, по нашим человеческим меркам, на деле корректней было бы сказать, что она просто асимметрична, точнее — обладает хиральностью.

Аминокислоты, составляющие биологические макромолекулы — белки, можно представить себе, как центральный атом углерода с прикрепленными к нему четырьмя фрагментами — водородом, карбоксильной группой (СООН), аминогруппой (NH2) и группой, уникальной для каждой отдельной аминокислоты. Четыре фрагмента могут крепиться к общему «основанию» одним из двух возможных образов, являющихся зеркальным отображением друг друга, как пальцы на ладонях наших рук (взгляните на иллюстрацию слева).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если взять чистый образец одного из таких изомеров и пропустить через него плоско поляризованную (то есть, колеблющуюся в одной плоскости) волну электромагнитного излучения, то она изменит угол поляризации, в зависимости от образца, повернувшись влево или вправо. Соответственно, такие хиральные изомеры принято называть лево- или правосторонними.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

При неорганическом синтезе аминокислот никакой разницы между ними не обнаруживается: они образуются в равной пропорции. В живой же природе все наоборот. За редчайшими удивительными исключениями, относящимися к микроорганизмам, все аминокислоты, из которых состоят люди, грибы, рыбы, вирусы и все прочее представляют собой комбинацию левосторонних аминокислот. Что стало тому причиной — одна из самых больших и интригующих загадок современной науки, ведь ни в физических, ни в химических свойствах ни одного изомера нет каких-либо определенных выигрышных особенностей.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С другой стороны, биологические системы действуют с высокой точностью: катализируя реакцию, фермент ориентируется на пространственную форму исходных молекул, так что спутать «левую руку» с «правой» точно не сможет. Однажды предпочтя один изомер, жизнь на планете Земля остается верной ему. Существуют и некоторые другие, чисто химические обоснования, о чем можно прочесть в нашей заметке «Нетолерантные молекулы». Но что же послужило причиной этого выбора? Почему мы все лево-, а не правосторонни? Ответ может прийти из... космоса. Точнее говоря, из далекой Туманности Ориона.

По крайней мере, так считают японские астрономы во главе с Цубасой Фукё (Tsubasa Fukue). Исследуя Туманность Ориона, один из самых известных звездных «родильных домов» Вселенной, они обратили внимание на области, условия в которых сложились весьма похожие на те, в которых около 5 млрд лет назад сформировалось наше собственное Солнце. «Изучение областей активного звездообразования Туманности Ориона, — поясняет ученый, — позволило нам уточнить процессы, которые могли проходить и в ходе рождения нашей Солнечной системы».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Итак, японцы обнаружили в туманности обширный (примерно в 400 раз больше Солнечной системы) регион, который буквально пронизан поляризованным излучением, которое создается неизвестным источником с мощнейшим магнитным полем. А ведь известно, что поляризованный свет сильнее взаимодействует с одним хиральным изомером, почти не затрагивая другой, создавая для них неравные условия — как раз то, что и требуется для объяснения нашей загадки.

Правда, некоторые сомнения вызывает то, что ученые рассматривали туманность лишь в видимом диапазоне волн, тогда как мы знаем, что для эффективного разложения (фотолиза) одного из хиральных изомеров требуется поляризованный ультрафиолет. С другой стороны, наблюдать Туманность Ориона на этой длине волн просто не представляется возможным, поскольку практически все ультрафиолетовое излучение на пути от него поглощается космической пылью.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Но если гипотеза Цубасы Фукё справедлива, картина складывается примерно такая. Солнце формировалось в условиях, сходных с изученным регионом Туманности Ориона, который пронизывает поляризованное УФ-излучение, например, от близкой нейтронной звезды. Аминокислоты вообще не являются чем-то из ряда вон выходящим в космосе и не раз обнаруживались в составе различных небесных тел и объектов. Они вполне могли появиться и здесь — в примерно равной пропорции лево- и правосторонние. Но поляризованный свет быстрее приводил к распаду (фотолизу) одного из изомеров, предоставляя «эволюционные преимущества» другому. Так что когда аминокислоты попали на Землю (например, с метеоритами) и стали основой зарождающейся жизни, у нее просто не было выбора.

Кстати, это исследование буквально вторит идее, ранее озвученной одним американским профессором. Он также предположил, что поляризованный свет космических источников стал причиной асимметрии жизни на Земле. И из его гипотезы также вытекает то, что если не жизнь, то ее базовые компоненты были занесены на нашу планету извне. Читайте: «Несимметричная жизнь».

Загрузка статьи...