【手性物普及系列 32.】
(32. 星光手性分解）
天文学中把太阳等恒星发出的光称为星光。星光是自然光，当遭遇星际尘埃后被反射和散射，并在星际磁场作用下会变成部分偏振光。其中有一部分是圆偏振光，精确测量表明，星光确实有千分之一的偏振性，而且恒星越远，星光偏振的程度越大。2010年由日、英、澳、美科学家组成的研究小组利用夏威夷观测站的红外望远镜对猎户座星云进行观测时，发现一颗质量约为25倍太阳质量的IRc2恒星，在其周边约为太阳面积400倍以上的范围内分布着圆偏振红外光，并且右旋圆偏振光占优势。
与光化学反应一样，化合物吸收的光越多，分解反应就进行得越快。在β粒子诱发的手性分解反应类似，L-氨基酸和D-氨基酸对圆偏振光的吸收能力不同，右旋圆偏振光只能选择性地分解D-氨基酸，左旋圆偏振光只能选择性地分解L-氨基酸。由于宇宙中右旋圆偏振光多于左旋圆偏振光，所以D-氨基酸分解得快一些，L-氨基酸分解得慢一些，最终导致L-氨基酸对映体过量。荷兰莱顿大学的格林伯格实验室已经用圆偏振光获得了色氨酸的对映体过量。从而证明圆偏振光确实可对消旋体进行不对称的光分解。因为圆偏振光来自星光，所以这种手性分解称为星光照射说，也叫星光手性分解。
生命的物质基础是含碳的有机物，最原始的有机物从哪里来、最初的有机物应该是外消旋体，它们又是如何成为手性的呢？有的说源于地球，有的说是从天外飞来的，亦称地外起源说。
前者基于地球在形成之初，到处充斥着CH4、NH3、H2O和H2等还原性气体，还没有氧气。它们在太阳、放射线、雷电、火山和陨石等的作用或冲击下产生有机物。科学家已经在实验室模拟地球早期的自然条件，合成了生物体内的20种氨基酸以及嘌呤、嘧啶等物质。而这些新生的有机物质在大质量恒星的圆偏振光的照射下，导致地球的生命蛋白质基本上由L-氨基酸构成。
后者认为，星际尘埃上的氢等还原性气体受到高能宇宙射线的照射发生核反应，形成原始的氨基酸等有机物，它们是外消旋体，受到圆偏振光或β粒子的照射，也有可能在手性相变的作用下，最后只剩下L-氨基酸，可以想像，由于彗星是由星际尘埃和冰晶微粒组成的，那里很有可能存在着单一的手性分子，从而成为生命起源的种子。早期地球上的生命种子就是由彗星和陨石冲击地球携带而来的，然后幸运地发展、进化成地球生命。另外，在前述几种手性起源的机制中，弱力的手性分解和手性相变需要250K以下的低温条件，哪里有这样的低温条件呢？地球太热，冰冷的宇宙空间最有可能。其次，弱力是一种宇宙力，如果生物分子的手性是弱力产生，那么不仅在地球上，在宇宙的任何地方的生物分子都应该是手性的，并且有完全的均一性。所以从逻辑上说，生命的手性很可能首先是在地外空间诞生的。
有两个实验发现可佐证地外起源说。一是在星云中发现了氢基、一氧化碳和甲烷等有机分子；二是在陨石中发现了氨基酸等手性有机分子。碳质球粒陨石是一种富含有机化合物和水的陨石，它非常罕见，只占已知陨石的5%。现有记录的有，1864年坠落在法国的西南部的奥盖尔陨石、1969年坠落在澳大利亚的默奇森陨石、2000年坠落在加拿大的塔吉什湖陨石，还有1933年在美国俄克拉荷马州的白垩纪沉积砂岩地层中发现的穆雷陨石，它是1.2亿年前坠落到地球上的。是所有已知陨石中落地年龄最早的化石级陨石。科学家在碳质球粒陨石中检测到多种氨基酸的过量对映体，即L-氨基酸多于D-氨基酸，还发现类似碱基结构的化合物，碱基是DNA的主要成分，这意味着陨石中存在有DNA结构。推测穆雷陨石形成于地球诞生之初，地球上的生命起源之前，并且在这陨石上发现的这些化合物当时不会在地球上出现。因此这些发现再次支持地外起源说。
然而，美国阿波罗11号于1969年登陆月球，采集月球表面岩石样本21.55kg，在对这些样本进行分析后，并没发现L-氨基酸过量，这又似乎给生命的地外起源说蒙上了阴影。
（本节中部分内容摘自史志强教授的《探秘手性》）
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