生命的利手性可能是在地球上自发产生的

根据韩国研究人员的新发现，化学系统适应能源的方式可以导致自发的手性对称破缺。这一发现有助于解释生物同手性的起源——许多生物分子在自然界中作为一个对映体单独存在的现象。

氨基酸和糖等化合物是生命所必需的，它们构成了多肽、酶和核酸的组成部分。但在自然界中，氨基酸几乎总是以左手手性形式产生，而糖则完全是右手手性。这种手性被传递到许多其他生物分子中，但它起源于早期的地球仍然是个谜．

各种理论都认为生命的同手性起源于极化辐射，温度梯度，动态解析或者简单的反应成分的方向搅拌．

威廉Piñeros和Tsvi Tlusty来自蔚山基础科学研究所和蔚山国家科学技术研究所的研究人员想知道能量交换和消耗的方式是否会在复杂的化学系统中引起不对称。

Tlusty说:“当考虑到汽车发动机这样的工程系统时，这个问题是很自然的，我们知道系统的配置——轴和活塞的布置——会影响它利用能源的效率。”“但同样的想法也适用于随机化学网络:这些网络的某些配置比其他网络更好地匹配能量来源，因此可以更有效地利用它，这进一步产生匹配的配置，从而形成一个强化循环。”

为了说明这一观点，Tlusty举了一个光诱导化学反应的例子，该反应的产物在浑浊的池塘中溶解了遮蔽光线的产物。随着反应的进行，池塘里的光强度会增加，所以反应的速度会加快。

Piñeros和Tlusty开发了一个理论模型来模拟这种类型的强化环是否可以将化学系统推向单一对映体产品，而产品分子本身不直接催化这一过程。

Tlusty说:“我们观察到一个随机的化学网络——从一个完全对称的状态开始，所有分子的左手和右手对映体的数量都是相同的——可以突然切换到一个对映体强烈偏向其中一个的不对称状态。”“重要的是，这种对称性的打破需要强大的环境强迫，但不像之前假设的那样需要自催化。”

Tlusty强调了这一发现的三个更广泛的影响。他说:“首先，手性分子的不对称化学合成可能是通过裁剪能量交换引起的。”“其次，在早期生命的背景下，同手性的出现可能是由于对外消旋竞争对手的能量利用优势。”最后，Tlusty指出对称性打破机制是普遍的，因此可以应用于化学产品除了手性之外的其他特征。澳门万博公司

加州大学圣地亚哥分校的研究人员说:“在生命诞生之初，某些自我复制生物分子的手性对称性被完全打破，这需要非平衡的自催化作用，但直到现在，外部环境驱动与新生生物系统耦合的确切方式仍是一个谜。奈杰尔Goldenfeld他是生命系统理论和非平衡统计物理方面的专家。

Goldenfeld指出，这项研究中一个“出乎意料的酷炫发现”是，只有在满足与环境能量源匹配的特定条件时，才会出现同手性。他说:“在这种自适应反馈机制开始之前，他们的模型中不会出现同手性。”“这是非常合理的，并表明生命物质的一般特征是通过罕见的波动自发产生的，然后反应回反应网络，以稳定高度耗散的条件澳门万博公司，允许与环境强耦合。”

Piñeros和Tlusty的结果为早期的同手性研究“增加了细节和细微差别”，“但现在在一个更复杂的反应模型网络中”，Goldenfeld说。他补充说:“所有这些理论研究的意义在于，它们为推断同手性是真正的生物特征而不是偶然提供了基础，因此，如果在行星调查中可以检测到同手性而不仅仅是对映体过剩，那么它们是推断生命存在的有效方法。”