【手性物普及系列  30.】

  (30. 弱力手性分解）

       上节中说到，生物宏观上表现的手性是进化的产物，但在微观上的手性未必是进化的结果。比如，遗传物质DNA和RNA中的核糖都是D构型的，如果不是D构型的，则DNA和RNA将失去自我复制功能，而自我复制对于生命的形成和发育是至关重要的。可见，没有生物大分子的手性均一化，生命就不可能存在。这就又回到了手性起源于生命起源之前，只有知道了生命中的手性起源才能理解生命有机体是怎样形成的。目前，仍有大多数科学家坚持非生命说，而非生命说又分为随机论和确定论两种。

       随机论把生命中的手性起源归之于对称性自发破缺。所谓对称性自发破缺就是对称性没有受到来自外部和内部的任何作用，而无缘由地随机突变成不对称状态。按照此对称性自发破缺理论，自然界中L构型分子和D构型分子出现的概率本来是相同的，因而是手性对称的，只是某种自发的、随机选择的结果破坏了这种手性对称性，使生命分子成为同手性的（手性均一性）。但是随机论不能概全为什么地球上的生命中总是某种构型占优势，而另一种构型则没有机会占同等机率的优势，这在概率相等垢逻辑上就有点说不过去了。

       而确定论认为生命的手性不是偶然现象，而是因某种不对称力，或者明确说是某种手性力作用的必然结果。在生命出现之前，无生命物质含有相同数量的左旋体和右旋体，即无生命物质是外消旋体。在某种手性环境或手性力的作用下，通过手性合成、手性分解、手性相变等过程，使外消旋体物质成为手性均一性物质，生命也就随之产生。所以探索生命中的手性起源就是要寻找一种能产生对映体过量的手性力。

       而前已述及，自然界的四种相互作用中唯有弱相互作用中宇称不守恒，即弱力是一种手性力。这似乎是大家正在寻找的，能够导致手性对称自发破缺为生命中同手性的（手性均一性）一种力。弱力的手性表现之一是衰变产生的费米子（如β粒子）大都是左旋的，反费米子（如正电子）大都是右旋的。氨基酸分子在粒子束的照射下会发生分解反应，但在手性粒子的照射下，会使D构型氨基酸比L构型的氨基酸分解得快，这样L构型的氨基酸就变得过量存下来。这样的化学反应为手性分解。在弱力产生的诸多手性分解反应中，β粒子的手性分解最为显著，来自原始地球中衰变，可以提供足够多的β粒子。从理论上讲，在地球演化的几十亿年的时间里，在这些β粒子的长期照射下，发展显示出L构型的氨基酸与D构型的氨基酸相当的浓度差。据此一点点的手性倾向就会在漫长的进化过程中最终形成手性均一性。

       然而在人为实验中，用许多放射源照射各种外消旋体的氨基酸，试图观察到手性分解的结果，但结果是有的没有观察到过量差异，有的观察到的差异是极小的，似乎这与自然进化中的自发过程比较，时间太短？总之，这种机制在理论上和实验上还没有肯定的结果。

      （本节中部分内容摘自史志强教授的《探秘手性》）

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