Почему все живые существа на Земле состоят из одинаковых версий определенных молекул? Тайна гомохиральности
Почему все живые существа на Земле состоят из одинаковых версий определенных молекул, а не из их зеркальных отражений? Этот вопрос десятилетиями ставит ученых в тупик. Новое исследование, опубликованное в научном журнале исследователем Микеле Фиоре, исследует эту загадку и возможные ответы на нее, приближая нас к пониманию того, как жизнь могла зародиться на нашей планете.
Чтобы понять эту тайну, представьте пару перчаток: одна для правой руки, другая — для левой. Хотя они выглядят одинаково, их невозможно идеально совместить. Нечто подобное происходит со многими молекулами, важными для жизни, такими как аминокислоты и сахара. Они существуют в двух версиях, как отражения в зеркале, но жизнь на Земле всегда выбирала только одну из них.
Например, аминокислоты — "кирпичики" белков — все являются "левосторонними" (L-форма), а сахара в нашей ДНК и РНК всегда "правосторонние" (D-форма). Эта предпочтительность называется гомохиральностью, и никто точно не знает, почему она возникла. В лаборатории, когда эти молекулы синтезируются естественным путем, обе версии образуются в равных количествах, что делает существование такого уникального паттерна в живой природе большой загадкой.
Почему жизнь выбрала только одну сторону?
Ученые предложили несколько гипотез, чтобы объяснить эту избирательность. Одна из самых интригующих предполагает, что космическая радиация, исходящая от звезд или сверхновых, могла повлиять на молекулы еще до появления жизни, создав преимущество для одной из версий.
Согласно другой теории, на ранней Земле существовали минералы, которые могли действовать как «фильтры», позволяя только одной версии молекул накапливаться и использоваться в химических процессах, которые привели к зарождению жизни. Также было обнаружено, что некоторые метеориты, упавшие на Землю миллионы лет назад, уже содержали небольшой избыток «левосторонних» аминокислот, что говорит о том, что смещение могло прийти из космоса.
Какова бы ни была причина, как только жизнь начала развиваться, отдавая предпочтение одному из вариантов, она уже не могла вернуться назад. Правильное функционирование белков и ДНК зависит от единообразия, поэтому любое смешение обеих молекулярных форм могло помешать стабильности клеток и их эволюции.
Что, если жизнь есть на других планетах?
Если на гомохиральность повлияли космические факторы, такие как звездное излучение или метеориты, то жизнь на других планетах могла выработать свои собственные предпочтения, которые не обязательно были бы такими же, как на Земле. То есть в другом уголке Вселенной аминокислоты живых существ могли быть «правосторонними», а не «левосторонними», а сахара могли быть их противоположным отражением.
Это открытие может стать ключевым в поисках внеземной жизни. Если будущие космические миссии обнаружат молекулы с хиральным уклоном на таких планетах, как Марс, Европа или Энцелад, это может быть признаком того, что на этих планетах существуют (или существовали) биологические процессы.
Загадка гомохиральности остается неразгаданной. Хотя ученые приблизились к возможным ответам, окончательной теории все еще нет. Несомненно лишь то, что эта особенность была необходима для развития жизни в том виде, в котором мы ее знаем.