作者:斯坦福大学泰勒·久保田 来自太阳和银河系的高能粒子簇与高层大气中的氮气和氧气发生碰撞
在地面上，流星雨主要由磁极化的μ子组成
在原生物位点，核酸呈现右旋或左旋螺旋构象
磁极化辐射优先电离一种“惯用手”，导致两种镜像原生命形式之间的突变率略有不同
随着时间的推移，右手分子进化出了左手分子
信用:西蒙斯基金会 在地球上有动物、细菌甚至是脱氧核糖核酸之前，自我复制的分子在来自太空的能量粒子的持续冲击下，正慢慢地从简单的物质进化成生命
在一篇新论文中，一位斯坦福大学教授和一位前博士后学者推测，古代原生生物和宇宙射线之间的这种相互作用可能是生物分子中一种被称为手性的重要结构偏好的原因
如果他们的想法是正确的，这表明整个宇宙中的所有生命都有相同的手性偏好
手性，也称为惯用手，是分子镜像版本的存在
像左手和右手一样，单个分子的两种手性形式在形状上相互反射，但如果堆叠在一起就不会排成一行
在每一种主要的生物分子中——氨基酸、脱氧核糖核酸、核糖核酸——生命只使用一种形式的分子惯用手
如果一个分子的镜像版本取代了生物系统中的常规版本，那么该系统通常会出现故障或完全停止运行
在脱氧核糖核酸的情况下，一个错误的单手糖会破坏分子的稳定螺旋结构
路易斯·巴斯德在1848年首次发现了这种生物同质性
从那以后，科学家们一直在争论生命的利手是由随机的机会还是某种未知的决定性影响驱动的
巴斯德假设，如果生命是不对称的，那么这可能是由于存在于整个宇宙的基本物理相互作用的不对称
“我们认为，我们现在在地球上看到的生物惯用手是由于磁极化辐射中的进化，其中突变率的微小差异可能促进了基于DNA的生命的进化，而不是它的镜像，”该论文的主要作者诺米·格鲁布斯说，他是卡维利粒子天体物理学和宇宙学研究所的前科莱特研究员
在5月20日发表在《天体物理学杂志快报》上的论文中，研究人员详细阐述了他们支持宇宙射线是同手性起源的观点
他们还讨论潜在的实验来检验他们的假设
来自太阳和银河系的高能粒子簇与高层大气中的氮气和氧气发生碰撞
在地面上，流星雨主要由磁极化的μ子组成
在原生物位点，核酸呈现右旋或左旋螺旋构象
磁极化辐射优先电离一种“惯用手”，导致两种镜像原生命形式之间的突变率略有不同
随着时间的推移，右手分子进化出了左手分子
信用:西蒙斯基金会 来自太空的磁极化 宇宙射线是一种丰富的高能辐射形式，来源于整个宇宙的各种来源，包括恒星和遥远的星系
宇宙射线撞击地球大气层后，最终会降解成基本粒子
在地面上，大部分宇宙射线只以称为μ子的粒子存在
μ子是不稳定的粒子，存在时间仅为百万分之二秒，但因为它们以接近光速的速度运动，所以在地球表面下700多米的地方被探测到
它们也是磁极化的，这意味着平均来说，μ子都有相同的磁取向
当μ子最终衰变时，它们产生具有相同磁极化的电子
研究人员认为，介子的穿透能力使得它和它的子电子能够潜在地影响地球和宇宙中其他地方的手性分子
“宇宙射线无时无刻不在照射着我们，”格洛伯斯解释道，他目前是纽约大学和西蒙斯基金会的熨斗研究所的博士后研究员
“它们的影响很小，但在地球上生命可能进化的每个地方都是恒定的，μ子和电子的磁极化总是相同的
即使在其他星球上，宇宙射线也会有同样的效果
" 研究人员的假设是，在地球上生命开始的时候，这种持续不断的辐射以不同的方式影响了两种镜像生命形式的进化，帮助一种最终战胜另一种
这些微小的突变率差异在生命刚开始的时候最为显著，所涉及的分子非常简单且更加脆弱
在这种情况下，来自宇宙射线的微小但持续的手征性影响，经过数十亿代的进化，可能产生了我们今天所看到的单一生物手征
“这有点像拉斯维加斯的轮盘赌，在那里你可能会稍微偏向红色口袋，而不是黑色口袋，”罗杰·布兰德福德说，他是斯坦福大学人文科学学院的卢克·布鲁姆教授，也是该论文的作者
“玩几个游戏，你永远不会注意到
但是如果你玩这个轮盘赌很多年，习惯性赌红色的人赚钱，赌黑色的人输了就走了
" 准备好惊讶了吗 格洛伯斯和布兰德福德提出了一些实验，可以帮助证明或否定他们的宇宙射线假说
例如，他们想测试细菌对不同磁极化辐射的反应
“这样的实验从未进行过，我很高兴看到它们教给我们什么
跨学科主题的进一步研究不可避免地会带来惊喜
研究人员还期待来自彗星、小行星或火星的有机样本，看看它们是否也表现出手性偏差
“这个想法将基础物理和生命的起源联系在一起，”布兰德福德说，他也是斯坦福大学和SLAC大学的物理学和粒子物理学教授，也是KIPAC的前主任
“不管是否正确，将这些截然不同的领域联系起来是令人兴奋的，一个成功的实验应该是有趣的
"
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