Я разрабатываю планеты для жесткого (почти) научно-фантастического сеттинга RPG. Поэтому я хочу выяснить, есть ли какие-нибудь подсказки или теории относительно того, какая часть планет с жизнью будет иметь базовую биохимию, совместимую с земной. (Я знаю, что вещи более высокого уровня, например, будут иметь гораздо меньше шансов на совместимость).
На Земле есть правосторонние сахара и (в основном) левосторонние аминокислоты. Но есть еще 3 возможных комбинации:
Итак… одинаково ли вероятны все эти четыре исхода? Есть ли какая-нибудь энергетическая причина, которая предпочла бы правосторонние формы левосторонним, как только на сцену выйдет протобиология? Например, если захват или производство одной формы, а не другой, является более энергоэффективным, естественный отбор должен благоприятствовать этому. Есть ли для этого какая-либо основа в химии или биохимии реального мира?
Для контекста я хочу, чтобы планеты попадали в следующие категории, и меня интересуют некоторые реалистичные пропорции каждого типа. Все дело в «бесплатных» экосистемных услугах, а не в том, что людям приходится создавать свою экологию с нуля.
В аминокислотах, используемых земными формами жизни, нет ничего особенного. Скорее всего, в других местах жизни будут использоваться по крайней мере некоторые другие аминокислоты.
Я не уверен насчет аминокислот, но для сахаров левая и правая формы образуются в равных пропорциях в результате многих химических реакций. Предпочтение форм жизни только одному из энантиомеров является случайностью, и в других мирах другие случайности действительно могли бы привести к предпочтению другого энантиомера или, по крайней мере, в случае сахаров, к полному или частичному безразличию.
Даже на Земле предпочтение форм жизни, например, в отношении D-глюкозы не является абсолютным; есть бактерии, такие как Burkholderia caryophylli , которые способны перерабатывать L-глюкозу. Эта способность не получила широкого распространения просто потому, что доступной L-глюкозы очень мало. Если наземные бактерии найдут обильный источник L-глюкозы, они обязательно и быстро разовьют способность ее перерабатывать — в конце концов, штаммы Flavobacterium развили способность поедать нейлон не более чем за 40 лет (нейлон был изобретен в 1935 году, а первые нейлоновые бактерии были обнаружены в 1975 г.).
Я считаю, что грубая статистическая механика/термодинамика не поддерживает ни левые, ни правые молекулы белков или сахаров соответственно. Однако биохимические ферменты обычно не слепы к хиральности (хиральности). Самовоспроизводящиеся молекулы в жизни эволюционировали, чтобы расходовать энергию/ресурсы для воспроизведения своих собственных специфических версий, включая количество сахаров и белков.
Поиск неравных концентраций хиральных изомеров был предложен в качестве механизма поиска жизни на Марсе. См. http://www.gillevin.com/Mars/GVL_SPIE_2010.pdf
Если вам интересна эта тема, я предлагаю вам прочитать роман Желязны « Двери в песке », в котором есть предположения о вкусе продуктов с перевернутыми чувствами. (Это не тот эксперимент, который мне хотелось бы попробовать лично.)
Джо Блоггс
Доктор Боб
Джо Блоггс
Доктор Боб