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“魔镜”的奇幻王国

2018-02-01暗号

科学Fans 2018年1期
关键词:右旋偏振光魔镜

暗号

起源

很容易判断这里的生物属于碳基生物,并且早些时候我们通过光谱分析这里的有机物成分就发现了。这不足为奇,毕竟自然界能形成稳定又活泼的有机分子的机会并不多。

在地球上,我們把细胞称之为生命的基本单位。在魔镜星球也是这样,一个充满液体的囊里面装着许多细胞器,理论上这种雷同也很正常。

就好像从西兰花上掰下一小块来看,会发现它的形状与整个西兰花也差不到哪儿去,就像是一个缩小版的西兰花。从小西兰花上掰下更小的一块,还是会像整个菜花一样。

很奇怪吧?三角形的一边不是三角形,圆的一段只是一个弧,但自然界中却存在大量这种“部分与整体相似”的情况。这种在不同尺度上具有自相似性的情况叫作分形,其形成的原因就是简单结构不断地复制自己,形成了复杂结构。这也是从无机世界中产生有机物,有机物又产生复杂的生物大分子的原因,进而导致了生命的起源。

魔镜星球上,显然也有这种不甘寂寞的机制作祟,才形成了如今这么庞大的生物圈。

镜像

通过简单的分析,我们发现魔镜生物的主要遗传物质类似地球上的脱氧核糖核酸(DNA),骨架也是五碳糖。主要的遗传学原理类似于地球生命遗传的中心法则:由DNA储存遗传信息,通过RNA的介导,生成各种蛋白质,最后表达出生物的各类性状。

但是很奇怪,这类DNA形状扭曲成左旋,与地球上的DNA旋转方向相反,很像地球上的Z-DNA。在地球上,这种结构因为表面没有形成大小两种沟壑,而无法承载多余的分子结构。

但魔镜星球不同,它们用左旋的五碳骨架同样能做出蛋白质,但构成蛋白质的氨基酸是右旋的,又和地球相反。我们可以把这些氨基酸称为“反手性分子”,它们和地球生物的氨基酸就像左右手一样互为镜像,而如果你把右手的手套套给左手,是绝对不会舒服的。

要知道,在我们地球上,当氨基酸当初由无机分子生成时,是同时存在左旋和右旋两种情况。但是为什么地球上并没有出现由右旋氨基酸、左旋五碳糖形成的生物呢?

我们大胆猜测,这里的生命最初形成之时,受到了圆偏振光的照射。圆偏振光有两个互相垂直的振动面,导致照射到左旋和右旋的异构体上时,其吸收的程度不同。如果这种圆偏振光是破坏性的,比如它是紫外圆偏振光,那么不同手性的分子受这种紫外光的破坏程度也不同。这就导致有机分子的进化走上一条不能回头的路。

在生态学上,这个星球上的生态没有让气候处于一个人类认为的稳态。也就是说我们普遍觉得这星球上的气候挺乱的,没日没夜的巨浪拍打海岸,噪音搞得人失眠。

深入内陆后我终于可以摘下降噪耳机了,我可以考虑从博物学的角度来记录这个神奇的生物乐园。endprint

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