โอกาสและความจำเป็น

มีเหตุผลบางอย่างที่เชื่อได้ว่าธรรมชาติสนับสนุนการรักร่วมเพศ: ต้องใช้พลังงานพิเศษในการเผาผลาญ

เพื่อให้โมเลกุลที่มีความถนัดต่างกันแยกออกจากกัน Jack Szostak นักชีวเคมีแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว “มีแรงกดดันในการเลือกให้มีระบบที่เป็น homochiral โดยทั่วไป” เขากล่าวอย่างไรก็ตาม กฎของฟิสิกส์ให้เหตุผลเพียงน้อยนิดที่จะคิดว่าทางเลือกดั้งเดิมของไคริลิตีทางชีวเคมีอาจเป็นสิ่งอื่นที่ไม่ใช่การสุ่ม เคมีถูกควบคุมโดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งกำหนดว่าอะตอม โมเลกุล และอิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร และแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างซ้ายและขวา ด้วยเหตุผลดังกล่าว ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลทางซ้าย 2 โมเลกุลควรดำเนินไปในอัตราเดียวกันกับปฏิกิริยาเดียวกันระหว่างโมเลกุลทางขวามือที่เทียบเท่ากัน

แล้วโลกของเราจบลงด้วยชีวเคมีโฮโมไครัลได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอกลไกต่าง ๆ ที่อาจสร้างส่วนเกินเริ่มต้นเล็กน้อยของมือข้างหนึ่งมากกว่าอีกข้างหนึ่ง ( SN: 5/5/01, p. 276 ; SN: 9/6/03, p. 157 ) ตัวอย่างเช่น โมเลกุลที่ถนัดขวาและถนัดซ้ายจะตอบสนองต่อแสงโพลาไรซ์แบบวงกลมแตกต่างกัน ซึ่งคลื่นจะเคลื่อนที่ในลักษณะหมุนเกลียวที่สามารถบิดไปทางขวาหรือทางซ้ายก็ได้ หากอินทรียวัตถุที่ก่อกำเนิดชีวิตบนโลกก่อตัวขึ้นในอวกาศตามที่นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอแนะ แหล่งที่มาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์อาจทำลายมันด้วยแสงโพลาไรซ์แบบวงกลม บางทีอาจเลือกทำลายโมเลกุลด้วยมือข้างเดียว

สารอินทรีย์ที่พบในอุกกาบาตบางชิ้นแสดงให้เห็นกรดอะมิโนที่ถนัดซ้ายมากเกินไปเล็กน้อย ในสถานการณ์สมมตินี้ หากอุกกาบาตลูกดังกล่าวถูกเกลียวคลื่นซัดเข้าใส่ในทิศทางตรงกันข้าม สิ่งมีชีวิตบนโลกอาจจบลงด้วยลักษณะที่ตรงกันข้าม

ในทางตรงกันข้าม หากธรรมชาติแสดงความชอบที่สอดคล้องกัน

สำหรับความถนัดด้านใดด้านหนึ่งมากกว่าอีกด้าน ความลำเอียงนั้นจะต้องมีอยู่ในกฎของฟิสิกส์ เช่นเดียวกับแม่เหล็กไฟฟ้า แรงโน้มถ่วงหรือปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รุนแรงไม่ได้สนใจเกี่ยวกับความเป็นธรรมชาติ ข้อยกเว้นคือแรงพื้นฐานที่สี่ ซึ่งเป็นแรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน ซึ่งสามารถบอกได้จากซ้ายไปขวา แต่ความไม่สมมาตรนี้มักปรากฏในการสลายตัวของนิวเคลียร์บางประเภท ทำให้มีโอกาสเพียงเล็กน้อยที่จะมีอิทธิพลต่อชีวิต

อย่างไรก็ตาม ด้วยคุณสมบัติควอนตัมที่เรียกว่าสปิน การโต้ตอบที่อ่อนแอยังส่งผลเล็กน้อยต่อวิธีที่นิวเคลียสของอะตอมมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอน ขณะที่มันเคลื่อนที่ไปรอบๆ ภายในอะตอม อิเล็กตรอนสามารถบินผ่านนิวเคลียสได้ตามกฎของควอนตัมฟิสิกส์ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อนุภาคนิวเคลียร์จะมีอิทธิพลต่ออิเล็กตรอนผ่านอันตรกิริยาอย่างอ่อนในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของมัน “ราวกับว่าแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มีแรงที่ขึ้นอยู่กับทิศทางของแกนหมุนของโลก” นอร์วาล ฟอร์ทสัน นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเติลกล่าว

ในปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ตระหนักว่าผลกระทบนี้เรียกว่าการละเมิดความเท่าเทียมกัน อาจทำให้เกิดความแตกต่างของพลังงานเล็กน้อยระหว่างสถานะอิเล็กตรอนที่สอดคล้องกันในโมเลกุลที่ถนัดซ้ายและถนัดขวา ความแตกต่างนั้นอาจหมายถึง ตัวอย่างเช่น การสลายกรดอะมิโนที่ถนัดซ้ายอาจใช้พลังงานมากกว่าการแยกกรดอะมิโนที่มีภาพสะท้อนในกระจกเล็กน้อย หากกรดอะมิโนที่ถนัดซ้ายมีความเสถียรมากขึ้น พวกมันอาจมีปริมาณมากขึ้นอย่างช้าๆ

ผลกระทบเหล่านี้อาจมีผลในทางปฏิบัติหรือไม่นั้นยังคงเป็นที่น่าสงสัย “เท่าที่ฉันรู้ พวกเขาไม่เคยถูกตรวจวัดในห้องแล็บ แม้ว่าจะผ่านการทดลองที่ละเอียดอ่อนมากภายใต้สถานการณ์ที่มีการควบคุมสูงก็ตาม” แฟรงก์ วิลเซก นักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว หากมีอยู่จริง ความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะของอิเล็กตรอนในโมเลกุลทางซ้ายและทางขวาคาดว่าจะมีขนาดเล็กกว่าพลังงานที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหลายลำดับ Donna Blackmond นักเคมีจาก Imperial College London กล่าวว่า “ความแตกต่างของพลังงานจะกลบเสียงของกระบวนการทางเคมี

ถึงกระนั้น นักเคมี Dilip Kondepudi จาก Wake Forest University ใน Winston&$1,050;Salem, NC กล่าวว่าผลกระทบเล็กๆ น้อยๆ ที่ผลักไปในทิศทางเดียวอย่างสม่ำเสมอ เช่น กรดอะมิโนที่ถนัดมือซ้ายเล็กน้อย อาจเอาชนะพื้นหลังที่มีเสียงดังได้ในระยะยาว Kondepudi และผู้ร่วมงานของเขา George Nelson ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่สถาบันมะเร็งแห่งชาติใน Bethesda, Md. ได้คำนวณผลกระทบนี้ในทางทฤษฎีในปี 1985

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง