Вчені Стенфордського університету дійшли висновку, що космічні промені зіграли важливу роль в розвитку життя на Землі.
Згідно з результатами дослідження, опублікованими в журналі Astrophysical Journal, високоенергетичні частинки, бомбардирующие атмосферу планети, могли вплинути на хіральність біологічних сполук – властивість, при якому одні молекули є дзеркальними копіями інших молекул того ж речовини. В результаті ДНК, РНК і амінокислоти стали більш стабільними.
Молекули, які мають однаковий хімічний склад, але є дзеркальними копіями один одного, називаються энантиомерами. Наприклад, амінокислоти переважно є L-, а цукру D-энантиомерами. При цьому лише одна молекула цукру з неправильною конфігурацією при вбудовуванні в ДНК може порушити спіральну структуру подвійної ланцюга.
Той факт, що в живих організмах майже всі молекули одного виду мають одну і ту ж хіральність (тобто є гомохиральными), але не іншу, вчені пояснювали фундаментальними фізичними взаємодіями, проте точна причина досі залишалася невирішеною загадкою.
Згідно авторам нової роботи, вибір молекул з певною конфігурацією залежав від поляризаційного випромінювання, в результаті якого мутація в одних з’єднаннях йшла швидше, ніж у їх дзеркальних копіях. Високоенергетичні частинки в складі космічних променів стикалися з азотом і киснем у верхніх шарах атмосфери Землі, породжуючи потік мюонів, що досягають поверхні. У той же час нуклеїнові кислоти, що беруть участь у предбиологической еволюції (тобто до появи перших живих організмів), брали правосторонню і лівосторонню спіральну конфігурацію. Мюоны ж змушували правосторонні ДНК і РНК мутувати і, отже, швидше еволюціонувати, роблячи їх більш стабільними і придатними для живих організмів.
Мюоны — це нестабільні частинки, які існують лише дві мільйонні частки секунди, але оскільки вони рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, вони встигають проникати на глибину 700 метрів нижче поверхні Землі. Вони також мають магнітну поляризацію, тобто мюоны, в середньому, мають однакову магнітну орієнтацію. Коли мюоны остаточно розпадаються, вони виробляють електрони, також володіють однаковою магнітної поляризацією.
Дослідники припускають, що саме з-за цього механізму хіральність, в цілому, однакова для всіх біологічних молекул у Всесвіті. Тобто вуглеводи в складі ДНК мають правосторонню конфігурацію як на Землі, так і на інших планетах.
Наука і технології