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陨石研究揭示地球生命氨基酸为何偏爱左旋

地球生命为何几乎只使用左旋氨基酸?这一长期困扰科学界的谜题,近期通过对陨石样本的深入分析,获得了新的解释。氨基酸作为生命的基本结构单元,具有手性特性,即分为左旋和右旋两种镜像异构体。地球上的生物几乎全部采用左旋氨基酸,右旋极为罕见,这一现象被称为“分子手性偏向”。

美国国家航空航天局(NASA)戈达德航天飞行中心的研究团队,联合加拿大亚伯达大学等机构,对2000年坠落在加拿大塔吉什湖的陨石样本进行了系统分析。这些样本因迅速冷冻保存,避免了地球生物污染,为研究早期太阳系化学过程提供了珍贵材料。

研究人员利用液相色谱-质谱联用技术,检测了陨石中的多种氨基酸,发现其中天冬氨酸的左旋型含量约为右旋型的4倍,而丙氨酸的左旋型仅略高于右旋型。这种差异表明,部分氨基酸在太空环境中就已表现出左旋偏向,而非地球生命活动的结果。

同位素分析进一步证实,这些氨基酸富含碳-13等重同位素,显示其形成于小行星内部的非生物过程。研究团队推测,在太阳星云辐射(如偏振紫外线)的影响下,最初产生了微小的左旋过量,随后在小行星内部的结晶和水溶解过程中,这一偏向被逐步放大。天冬氨酸易于形成纯左旋晶体,而丙氨酸则倾向于形成混合晶体,这种结晶行为导致了不同氨基酸左旋偏向的差异。

这一发现不仅为地球生命为何采用左旋氨基酸提供了有力证据,也提示在地外环境中,非生物过程同样能导致氨基酸手性偏向。因此,单凭氨基酸的左旋富集,难以作为外星生命存在的唯一证据。

研究成果发表于《陨星与行星科学》杂志,揭示了宇宙化学演化对地球生命分子基础的深远影响。

参考文献:

  • Glavin, D. P., et al. (2024). "Enantiomeric excesses of amino acids in Tagish Lake meteorite: Implications for the origin of homochirality in the solar system." Meteoritics & Planetary Science.
  • NASA Goddard Space Flight Center新闻稿

(责任编辑:泉水)