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我在本週末的麻省理工學院藝術、科學與技術中心研討會上學到了許多有趣的東西,但有一個事實讓我徹底震驚。陶巴·奧爾巴赫在她關於多維空間和人類意識的引人入勝且內容廣泛的演講中,陶巴·奧爾巴赫簡要提到了一個事實,即生物體死亡後,其氨基酸將逐漸改變“手性”——從違反熵定律的左手性偏愛恢復到數千年後的 50-50。
在有機化學實驗室中產生的非生物氨基酸以其映象風味的等量混合物形式存在。然而,在活細胞中,氨基酸幾乎完全是左手性的,只有少數例外。活細胞製造的所有新蛋白質鏈都將具有 100% 的左手性氨基酸,但隨著時間的推移,極小一部分會隨機翻轉為右手性。在體內不經常回收的蛋白質會在一生中積累這些翻轉的氨基酸。研究人員透過估計每年每千個氨基酸大約發生一次翻轉,已經能夠透過觀察牙釉質中氨基酸的手性來猜測人類的年齡,或者透過眼睛晶狀體中氨基酸來猜測鯨魚的年齡。
使用氨基酸的手性來測定已死亡很長時間的生物體的年代比較棘手,因為隨機翻轉的速率取決於溫度(在像人類或鯨魚這樣的溫血動物中,溫度在足夠長的時間內是穩定的,可以在其仍然活著時提供相當好的估計)。在具有相似“熱歷史”的地方,氨基酸測年可用於確定在更長時間尺度上生物體的相對年齡。
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天體生物學家也經常考慮氨基酸的手性。地球上所有生物都使用左手性版本這一事實引發了許多有趣的問題:是否存在我們尚未能探測到的右手性生物的“影子生物圈”?在隕石中發現的左手性氨基酸比例略高是否表明存在外星生命?生命是如何“選擇”左手性版本的?