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生命,为什么只用左手 | 今年诺贝尔化学奖揭开化学界百年谜题:构成生命的分子为何偏爱单一手性

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你有没有想过一个问题:照镜子的时候,镜子里的你是左右反的,但那也是你。

可你身体里的分子,不是这样的。

构成你身体的氨基酸,几乎全是“左手”的;而你吃的糖,几乎全是“右手”的。

这不是比喻,是真的。

分子也有左右手:两个分子,原子完全一样,就像你的左手和右手,互为镜像,但就是不能重合。

化学上管这个叫“手性”。

而生命最奇怪的地方在于:它只用一边。

所有生物的氨基酸都是L型(左旋),所有的糖都是D型(右旋)。你身上没有一个右旋的氨基酸,也没有一个左旋的糖。

为什么?


这个问题,化学家们猜了整整一百年。
直到今年的诺贝尔化学奖,
才终于递过来一把钥匙。

和你有什么关系?

最著名的例子是反应停(沙利度胺)。上世纪50年代,这个药用来给孕妇止孕吐,效果特别好,卖遍了全世界。但后来发现,它导致了上万名婴儿先天畸形。

为什么?

因为沙利度胺有两个手性版本。

一个版本

安全的,能止吐

另一个版本

是致畸的

药厂只知道这个药有效,没分清楚左右手。结果就出了大事。

从那以后,制药行业才明白:
分子的左右手,不是镜像的区别,
是天堂和地狱的区别。

你吃的药、用的调料、喝的酒,都是分左右手的。

而你的身体,只认其中一边。

01

一个镜像世界里的谜题

先别急,我给你打个比方。

你有一筐手套,左手右手各一半。

你随手抓一把,
为什么最后戴在手上的全是左手套?

概率上,应该一半一半才对。

但生命不是。

地球上所有的生命,从细菌到蓝鲸,从苔藓到你,氨基酸清一色是左手的。没有例外。

这事儿有多奇怪?

举个例子:你用化学方法在实验室里合成氨基酸,出来的一定是一半左手一半右手,各占50%。这是最自然、最随机的结果。

可生命偏偏只要其中一半。

为什么?是地球的环境有什么特别之处?是陨石带来了第一批手性分子?还是某个偶然的瞬间,刚好那一批左手分子赢了?

一百年了,科学家们吵来吵去,谁也说服不了谁。

02

今年的诺奖,给出了一个意想不到的答案

今年的诺贝尔化学奖,颁给了法国科学家亨利·B·卡甘和日本科学家硖合宪三。

他们发现了什么?


两个字:自催化。

什么意思?

普通化学反应

需要外来的催化剂推着走

自催化

能自己催化自己:左手分子会生成更多的左手分子,右手分子会生成更多的右手分子

更妙的是,哪怕一开始只有极其微量的一点点“左手”,经过自催化的放大,最后整个体系里全是左手分子。

百万分之一 → 100%

也就是说:生命的偏心,不需要谁精心设计。它可以自发产生。

只要给一点点偶然的偏差,分子自己就会把它放大成一边倒。

03

这把钥匙,打开的是“我们从哪来”的门

因为这个发现,解释了生命起源中最关键的一个谜题。

生命从无到有,需要能自我复制的分子。DNA也好,RNA也好,都得能自己复制自己,才能从一堆化学物质里“活”过来。

而自催化,就是自我复制的雏形。

第三步

当一个化学反应能自己催化自己、能越变越多、能把偶然的偏差放大成稳定的特性,它就已经具备了“生命”最核心的那个特征。

生命不是被设计出来的。它可能就是从这样一个小小的、偶然的偏心开始的。

某一天,地球上的某碗“原始汤”里,刚好多了那么一丁点儿左手分子。然后它自己催化自己,越变越多。最后,所有从这碗汤里长出来的生命,都继承了这份偏心。

你是左撇子还是右撇子不重要。但你身上每一个氨基酸都是左手的,这份固执,已经传了几十亿年。

04

最让人后怕的,是这个

我们总觉得,生命是很精密、很神奇的东西。

它一定是经过了精心设计,才这么恰到好处。

但今年的诺奖告诉我们:不一定。

生命可能始于一个偶然的偏心。
不是谁安排的,不是谁设计的,
就是分子自己催化自己,
把一个微不足道的偏差,
放大成了整个世界的规则。

你身上的每一个细胞,都带着几十亿年前那一点点偶然的印记。

我们总以为自己是特别的,是被选中的。

但科学说:你只是那一批左手分子赢了之后,长出来的一个结果而已。

这个事实,乍一看让人有点失落。


但再想想,又觉得很奇妙。

原来我们不是被设计出来的精密仪器,而是从一场偶然的偏心里,长出来的奇迹。

原来生命最了不起的地方,不是它有多完美,而是它能从一个偶然里,自己长成现在这个样子。

今年的诺贝尔化学奖,看起来离我们很远:手性、自催化、不对称合成。

但它说的其实是一件很近的事:

我们从哪来。

你身体里每一个左旋的氨基酸,都是一份来自几十亿年前的请柬。那一天,某碗原始汤里的一点点偶然,最后长成了今天的你。

知道这件事之后,再看自己的手、自己的细胞、自己的生命,好像多了一点不一样的感觉。

我们不是被设计好的。
我们是自己长出来的。
这件事本身,就够了不起了。

关注一刻 talks,我们不告诉你生命有多伟大。

我们只是把你身体里那几十亿年的偏心,拆开给你看看。

本文章谨为观点研判,不构成任何投资建议

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