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“魔鏡”的奇幻王國(guó)

2018-02-01 13:10暗號(hào)
科學(xué)Fans 2018年1期
關(guān)鍵詞:右旋偏振光魔鏡

暗號(hào)

起源

很容易判斷這里的生物屬于碳基生物,并且早些時(shí)候我們通過(guò)光譜分析這里的有機(jī)物成分就發(fā)現(xiàn)了。這不足為奇,畢竟自然界能形成穩(wěn)定又活潑的有機(jī)分子的機(jī)會(huì)并不多。

在地球上,我們把細(xì)胞稱之為生命的基本單位。在魔鏡星球也是這樣,一個(gè)充滿液體的囊里面裝著許多細(xì)胞器,理論上這種雷同也很正常。

就好像從西蘭花上掰下一小塊來(lái)看,會(huì)發(fā)現(xiàn)它的形狀與整個(gè)西蘭花也差不到哪兒去,就像是一個(gè)縮小版的西蘭花。從小西蘭花上掰下更小的一塊,還是會(huì)像整個(gè)菜花一樣。

很奇怪吧?三角形的一邊不是三角形,圓的一段只是一個(gè)弧,但自然界中卻存在大量這種“部分與整體相似”的情況。這種在不同尺度上具有自相似性的情況叫作分形,其形成的原因就是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)不斷地復(fù)制自己,形成了復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這也是從無(wú)機(jī)世界中產(chǎn)生有機(jī)物,有機(jī)物又產(chǎn)生復(fù)雜的生物大分子的原因,進(jìn)而導(dǎo)致了生命的起源。

魔鏡星球上,顯然也有這種不甘寂寞的機(jī)制作祟,才形成了如今這么龐大的生物圈。

鏡像

通過(guò)簡(jiǎn)單的分析,我們發(fā)現(xiàn)魔鏡生物的主要遺傳物質(zhì)類似地球上的脫氧核糖核酸(DNA),骨架也是五碳糖。主要的遺傳學(xué)原理類似于地球生命遺傳的中心法則:由DNA儲(chǔ)存遺傳信息,通過(guò)RNA的介導(dǎo),生成各種蛋白質(zhì),最后表達(dá)出生物的各類性狀。

但是很奇怪,這類DNA形狀扭曲成左旋,與地球上的DNA旋轉(zhuǎn)方向相反,很像地球上的Z-DNA。在地球上,這種結(jié)構(gòu)因?yàn)楸砻鏇]有形成大小兩種溝壑,而無(wú)法承載多余的分子結(jié)構(gòu)。

但魔鏡星球不同,它們用左旋的五碳骨架同樣能做出蛋白質(zhì),但構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸是右旋的,又和地球相反。我們可以把這些氨基酸稱為“反手性分子”,它們和地球生物的氨基酸就像左右手一樣互為鏡像,而如果你把右手的手套套給左手,是絕對(duì)不會(huì)舒服的。

要知道,在我們地球上,當(dāng)氨基酸當(dāng)初由無(wú)機(jī)分子生成時(shí),是同時(shí)存在左旋和右旋兩種情況。但是為什么地球上并沒有出現(xiàn)由右旋氨基酸、左旋五碳糖形成的生物呢?

我們大膽猜測(cè),這里的生命最初形成之時(shí),受到了圓偏振光的照射。圓偏振光有兩個(gè)互相垂直的振動(dòng)面,導(dǎo)致照射到左旋和右旋的異構(gòu)體上時(shí),其吸收的程度不同。如果這種圓偏振光是破壞性的,比如它是紫外圓偏振光,那么不同手性的分子受這種紫外光的破壞程度也不同。這就導(dǎo)致有機(jī)分子的進(jìn)化走上一條不能回頭的路。

在生態(tài)學(xué)上,這個(gè)星球上的生態(tài)沒有讓氣候處于一個(gè)人類認(rèn)為的穩(wěn)態(tài)。也就是說(shuō)我們普遍覺得這星球上的氣候挺亂的,沒日沒夜的巨浪拍打海岸,噪音搞得人失眠。

深入內(nèi)陸后我終于可以摘下降噪耳機(jī)了,我可以考慮從博物學(xué)的角度來(lái)記錄這個(gè)神奇的生物樂(lè)園。endprint

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