पृथ्वी पर जीवन के सबसे अजीब पहलुओं में से एक और ब्रह्मांड में कहीं और जीवन का एक पहलू है - एक विशेषता है जो कि रसायन विज्ञानियों, जीवविज्ञानी और सैद्धांतिक भौतिकविदों को समान रूप से पहेली बनाती है। जीवन के प्रत्येक आणविक निर्माण खंड (अमीनो एसिड और शर्करा) में एक जुड़वा होता है - एक समान नहीं, बल्कि एक दर्पण छवि। जैसे आपका दाहिना हाथ आपके बाएँ दर्पण करता है लेकिन कभी भी बाएं हाथ के दस्ताने में आराम से नहीं बैठेगा, अमीनो एसिड और शर्करा दोनों दाएं और बाएं संस्करणों में आते हैं। जैविक आकार चयन की इस घटना को "चीयरैलिटी" कहा जाता है - ग्रीक फॉर सेर्डनेस।
पृथ्वी पर, अमीनो एसिड जीवन की विशेषता सभी "बाएं हाथ" आकार में हैं, और उनके दाहिने हाथ के डोपेलगैगर के लिए आदान-प्रदान नहीं किया जा सकता है। इस बीच, पृथ्वी पर जीवन की सभी शक्कर की विशेषताएं "दाहिने हाथ" हैं, अमीनो एसिड और शर्करा दोनों के लिए विपरीत हाथ ब्रह्मांड में मौजूद हैं, लेकिन वे किसी भी ज्ञात जैविक जीवन रूप द्वारा उपयोग नहीं किए जाते हैं। (कुछ बैक्टीरिया वास्तव में दाएं हाथ के अमीनो एसिड को बाएं हाथ के संस्करण में बदल सकते हैं, लेकिन वे दाहिने हाथ के समान का उपयोग नहीं कर सकते हैं।) दूसरे शब्दों में, पृथ्वी पर शक्कर और अमीनो एसिड दोनों होमोकिरेल हैं: एक-हाथ। ।
4 बिलियन से अधिक साल पहले, जब हमारे घर का ग्रह अपने उग्र और मनमौजी युवाओं में था, दोनों जैविक भवन ब्लॉक और उनके दर्पण प्रतिबिंब मौजूद थे। वास्तव में, दोनों ही आज भी पृथ्वी पर सह-अस्तित्व में हैं - जीवन में ऐसा नहीं है जैसा हम जानते हैं। निश्चित रूप से, यदि आप एक प्रयोगशाला में अमीनो एसिड, शर्करा या उनके अग्र अणुओं के एक बैच को पकाते हैं, तो आपको हमेशा बाएं और दाएं का 50-50 मिश्रण मिलेगा। लेकिन किसी तरह, पृथ्वी के गठन के बाद अनगिनत सहस्राब्दियों में जीवन का उदय हुआ, केवल बाएं हाथ के अमीनो एसिड और दाएं हाथ के शर्करा का चयन किया गया।
इंटरस्टेलर स्पेस में भी चिरल के अणु पाए गए हैं। इस जून में नेशनल रेडियो एस्ट्रोनॉमी ऑब्जर्वेटरी द्वारा घोषित एक ऐतिहासिक खोज में, वैज्ञानिकों ने आकाशगंगा के केंद्र में अणुओं की पहचान की, जिनका उपयोग सही और बाएँ हाथ की शर्करा के निर्माण के लिए किया जा सकता है। हालांकि उन्हें अभी भी इस बात का कोई सुराग नहीं है कि क्या एक हाथ दूसरे की तुलना में अधिक हैं, खोज आगे के प्रयोगों के लिए मंच निर्धारित करती है जो कि मूलता की उत्पत्ति के बारे में अधिक रोशनी दे सकती है।
बड़े सवाल अभी भी बने हुए हैं: कैसे और क्यों जीवन ने अपने हर एक प्राणी के निर्माण के लिए केवल दो दर्पण प्रतिबिंबों में से एक का चयन किया? क्या जीवन को शुरू करने के लिए होमोकिरेलिटी की आवश्यकता होती है, या जीवन के ऐसे रूप मौजूद हो सकते हैं जो सांसारिक निर्माण ब्लॉकों और उनके परिवर्तन जैसे दोनों का उपयोग करते हैं? क्या होमोचाइरैलिटी के बीज इंटरस्टेलर स्पेस की गहराई में उत्पन्न हुए थे, या वे पृथ्वी पर यहां विकसित हुए थे?
OSIRIS-REx की वैचारिक छवि। (नासा / गोडार्ड / एरिज़ोना विश्वविद्यालय) मेरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में एस्ट्रोकेमिस्ट्री लेबोरेटरी का नेतृत्व करने वाले जेसन ड्वार्किन कहते हैं कि वैज्ञानिकों के लिए इन सवालों के जवाब देने की कोशिश में एक चुनौती यह है कि "प्रारंभिक पृथ्वी चली गई है, और हमारे पास बहुत कम, बहुत ही कम सबूत हैं। यह कैसा था। ”चार-या-अरब वर्षों के ज्वालामुखी विस्फोट, भूकंप, उल्का बमबारी और निश्चित रूप से, जीवन के गहन भूगर्भीय प्रभाव ने स्वयं ग्रह को इतना बदल दिया है कि यह जानना लगभग असंभव है कि पृथ्वी कैसे दिखती है जीवन शुरू हुआ। यही कारण है कि नासा के डावर्टिन के अनुसंधान समूह और उनके कई सहयोगियों ने उल्कापिंडों पर ध्यान केंद्रित किया - जो अंतरिक्ष मलबे के अवशेष हैं जो ठोस जमीन तक अपना रास्ता खोजते हैं।
"ये 4.5 अरब साल पहले के समय के कैप्सूल हैं, " ड्वर्टिन कहते हैं। "तो अब हम उल्कापिंडों में जो इकट्ठा करते हैं, वह बहुत कुछ वैसा ही है जैसा कि तब पृथ्वी पर बारिश हो रही थी।"
ड्वर्टिन ओएसआईआरआईएस-आरईएक्स मिशन पर निकट-पृथ्वी क्षुद्रग्रह, बीनू के प्रमुख सरकारी वैज्ञानिक भी हैं। मिशन, जो इस सितंबर को लॉन्च होता है, एक साल के आसपास क्षुद्रग्रह की माप लेने के लिए बेहतर ढंग से समझने में खर्च करेगा कि यह हमारे सौर मंडल के माध्यम से कैसे चलता है। जब बेनेटू के साथ अंतरिक्ष यान का समय समाप्त होता है, तो यह अंतिम पुरस्कार एकत्र करेगा: क्षुद्रग्रह की सतह से एक नमूना, जो इसे वर्ष 2023 में पृथ्वी पर वापस लाएगा ताकि वैज्ञानिक इसकी रासायनिक संरचना का अध्ययन कर सकें। "हम जो कुछ भी करते हैं, वह एक नमूना होने का समर्थन करता है, " डार्टरिन कहते हैं।
वैज्ञानिकों ने एक विशेष प्रकार के उल्कापिंड के सादृश्य के कारण भाग में बेन्नू को चुना, जो होमोचाइरिलिटी की उत्पत्ति के लिए एक पेचीदा (हालांकि बिना किसी मतलब के) सुराग प्रदान करता है। कई उल्कापिंडों में कार्बन आधारित अणु होते हैं जिनमें अमीनो एसिड और शर्करा शामिल हैं, जो जीवन के लिए सही तत्व हैं। ड्वार्किन के समूह ने दर्जनों उल्कापिंडों में इन "कार्बनिक" यौगिकों की संरचना का विश्लेषण किया, और एक आश्चर्यजनक निष्कर्ष आया। अक्सर, उदाहरण के लिए, एक अमीनो एसिड के बाएं और दाएं हाथ के दोनों संस्करणों को समान मात्रा में पाया गया था - वास्तव में जो अपेक्षित हो सकता है। लेकिन कई मामलों में, एक या अधिक कार्बनिक अणु एक हाथ की अधिकता के साथ पाए गए, कभी-कभी बहुत अधिक मात्रा में। उन मामलों में से प्रत्येक में, और क्षेत्र में अन्य शोधकर्ताओं द्वारा अब तक अध्ययन किए गए प्रत्येक उल्कापिंड में, अतिरिक्त में अणु बाएं हाथ के अमीनो एसिड था जो पृथ्वी पर जीवन में विशेष रूप से पाया जाता है।
Dworkin का कहना है कि बेन्नू से नमूना इस घटना का और भी मजबूत सबूत प्रदान कर सकता है। "उल्कापिंड के विपरीत, जो, एक, जमीन पर गिरता है और फिर दूषित हो जाता है, और, दो, अपने मूल शरीर से अलग होते हैं, " बेन्नू के साथ, वैज्ञानिकों को ठीक से पता चल जाएगा कि क्षुद्रग्रह पर नमूना कहाँ से आया है। वे "असाधारण उपाय" कर रहे हैं कि इस बात की पुष्टि हो कि पृथ्वी का जीव विज्ञान से कोई भी नमूना दूषित नहीं हो सकता। "तो जब हम 2023 में बेन्नू नमूने पर इन (उम्मीद है) अमीनो एसिड की अधिकता प्राप्त करते हैं, तो हम आश्वस्त हो सकते हैं कि यह संदूषण से नहीं है, " डार्टिन कहते हैं।
इस प्रकार उल्कापिंडों से दूर के सबूतों का तात्पर्य है कि शायद जीवन के बिना होमोचेरियलिटी के उत्पादन का एक साधन है। हालांकि, Dworkin का कहना है, "हम नहीं जानते कि यदि रसायन विज्ञान जो होमोकिरेलिटी और जीवन का नेतृत्व करता है, तो पृथ्वी पर प्रक्रियाओं से, या शायद दोनों से उल्कापिंडों से आया था।" पहले स्थान पर उल्कापिंड या उसके क्षुद्रग्रह जनक या प्रारंभिक पृथ्वी पर।
हाइपोथेसिस लाजिमी है। उदाहरण के लिए, आकाशगंगा के हमारी तरफ पाए जाने वाले ध्रुवीकृत प्रकाश एक छोटे, लेकिन ध्यान देने योग्य राशि से कई अमीनो एसिड के दाहिने हाथ वाले संस्करण को नष्ट कर सकते हैं। बाएं हाथ के अमीनो एसिड की थोड़ी अधिकता, तब पृथ्वी पर रहने वाले जीवों में पाए जाने वाले स्तरों तक पहुंचने के लिए काफी बढ़नी होगी।
यह इस प्रवर्धन प्रक्रिया है जो कैलिफोर्निया के ला जोला में स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट के डोना ब्लैकमंड को प्रेरित करती है। ब्लैकमंड लगभग पूरे करियर के लिए होमोकिरेलिटी के संभावित रसायनविदों का अध्ययन करते रहे हैं। "मुझे लगता है कि यह रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं का कुछ संयोजन होने जा रहा है, " वह कहती हैं। ब्लैकमंड का समूह वर्तमान में यह पता लगाने की कोशिश कर रहा है कि प्रारंभिक पृथ्वी पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को केवल जीवन निर्माण ब्लॉकों के निर्माण के लिए कैसे बहाया जा सकता है। 2006 में, उनकी टीम ने दिखाया कि वे एक छोटे से अतिरिक्त से शुरू होने वाले अमीनो एसिड के केवल बाएं हाथ के रूप को बढ़ा सकते हैं। 2011 में, उन्होंने दिखाया कि प्रवर्धित अमीनो एसिड का उपयोग तब आरएनए के लिए एक अग्रदूत की एक बड़ी मात्रा का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जो एक चीनी द्वारा दाहिने हाथ से बनाया जाता है जो इसके साथ जुड़ा हुआ है। (आरएनए को कई वैज्ञानिकों द्वारा मूल जैविक अणु माना जाता है।) ब्लैकमंड और कई अन्य केमिस्टों ने इस प्रकार के रसायन विज्ञान में प्रगति की है, लेकिन वे अभी भी केमिस्ट्री के सभी मॉडल बनाने में सक्षम होने से एक लंबा रास्ता तय करते हैं और स्थितियां मौजूद हो सकती हैं। किसी क्षुद्रग्रह या किशोर ग्रह पर।
ब्लैकमंड ने यह भी कहा कि यह स्पष्ट है कि जीवन को शुरू करने के लिए कुल समलैंगिकता की आवश्यकता है। "एक वास्तविक चरम कहना होगा कि कुछ भी कभी भी नहीं हो सकता है जब तक कि हमारे पास बिल्डिंग ब्लॉक के पूरी तरह से होमोचिरल पूल नहीं है, और मुझे लगता है कि शायद बहुत चरम है, " वह कहती हैं। "हम सूचना प्रकार के पॉलिमर बनाना शुरू कर सकते हैं" - जैसे डीएनए और आरएनए - "संभवतः इससे पहले कि हमारे पास होमोकिरेलिटी थी।" अब के लिए, सभी वैज्ञानिक कर सकते हैं कि वे पृथ्वी पर और हमारे चारों ओर खगोलीय पिंडों पर अणुओं के बारे में सवाल पूछ सकते हैं। इस पहेली के एक और टुकड़े को अनलॉक करने की उम्मीद में, शोधकर्ता अब यह निर्धारित करने के लिए नई तकनीकों का विकास कर रहे हैं कि क्या इंटरस्टेलर स्पेस में एक हाथ की अधिकता है।
इस बीच, पृथ्वी पर जीवन जारी रहेगा, हमेशा की तरह रहस्यमय और असममित।
