Včeraj sva z vami razpravljala o "kozmični okužbi", in sicer, kako se lahko zaščitimo pred nezemeljskimi mikrobi, zunajzemeljskim življenjem in kako sami ne pripeljemo svojih bakterij in mikrobov na oddaljene planete. Med iskanjem gradiva na to temo sem od Aleksandra Ežika naletel na zanimivo teorijo o kiralnem gradu naše biosfere. Ne morem presoditi njegove zadostne znanstvene veljavnosti. Morda je to le hipotetična teorija, ki je ne potrjuje globoko znanje ali pa je v njej res nekaj.
Vsekakor mi je bilo zanimivo brati in vam svetujem.
Pisatelji znanstvene fantastike pogosto opisujejo zajetje našega planeta s strani vesoljcev z uničenjem celotne biosfere. A ni neškodljiva niti za nas - njene prvotne prebivalce in še bolj za njih. Nevarnost čaka na vsakem koraku. Vsa telesa na zemeljski površini prežemajo številni organizmi različnih hierarhičnih ravni organizacije snovi. Najdemo jih v vsaki kapljici vode, vsakem zrnu peska. Odpadki prebivalcev Zemlje so za tujce smrtonosni.
Kiralnost (iz grškega chéir - roka) je pojem v kemiji, ki označuje lastnost predmeta, da ni združljiv z odsevom v idealnem ravnem ogledalu. Prvič ga je leta 1884 oblikoval W. Thomson, vendar se je razširil šele po letu 1966, ko ga je W. Prelog uvedel v stereokemijo.
Ljudje, ki so odraščali v Sibiriji, se izkažejo za tujce v vlažni tropski Afriki zaradi nezmožnosti njihovih organizmov na to podnebje in afriških parazitov. In morate dobiti kopico cepljenj, da se boste tam počutili varno.
Za tujce na Zemlji je veliko težje kot celo v vesolju. Večino razvojne zgodovine (90%) je bila Zemljina atmosfera anaerobna (brez kisika). Zato je bolj verjetno, da nezemljani ne dihajo zraka z visoko kisikom. Kisik je močno oksidacijsko sredstvo in je strup za številne prebivalce zemeljske biosfere. Bakterije so potrebovale stotine milijonov let, da so našle svoje mesto v tem novem kisikovem okolju. Dejstvo je, da so nastali in živeli v drugi v ozračju brez kisika, zato je treba bakterijske pripravke pihati z dušikom ali zrakom brez kisika, da ne umrejo. Izkazalo se je, da so bakterije tujci na njihovem planetu. Toda na Zemlji je veliko krajev, kjer pride zelo malo kisika, in tam najdejo svoj dom.
Obstaja povsem objektiven razlog, zakaj Zemlje ne more zajeti nezemeljska inteligenca. To ni nezemeljsko "plemstvo", temveč simetrija strukture organskih molekul, ki jih proizvajajo živi organizmi v naši biosferi.
Jean-Baptiste Bio, član pariške akademije, je leta 1815 ustanovil, da vinska kislina polarizira svetlobo. Če pa to kislino (racemat) dobimo z umetno metodo, potem polarizacije svetlobe ni. Takrat je bilo že znano, da živi organizmi proizvajajo vinsko kislino, ki ima polarizacijsko aktivnost.
Promocijski video:
Pojasnilo te lastnosti je dal njegov mladi študent Louis Pasteur. Odkril je načelo asimetrije kristalov vinske kisline (v obliki). Bili so drugačni kot pravi predmet s svojo zrcalno podobo. Ta genialna ugibanja!
L. Pasteur je v prisotnosti svojega učitelja ročno ločil kristale, ki so nastali iz racemata med njegovim izhlapevanjem. Če nekdo na tej osnovi loči kristale od drugih in se nato raztopi v različnih bučkah, potem ugotovimo, da polarizirajo svetlobo v različnih smereh, ko prehaja skozi raztopino. Pri mešanju dobimo racemat, ki nima lastnosti polarizacije.
Izkazalo se je, da živi organizmi dosledno proizvajajo samo eno obliko molekule, ki pa je v kemični raztopini mogoče dobiti le racemat. Preprosto je razumeti, če si predstavljamo, da organizmi organsko molekulo "ročno" tvorijo po en kos, na primer desne ali leve rokavice. V umetnih pogojih pride do kemične reakcije v prostornini raztopine z vso raznolikostjo levo in desno vrtljivih molekul hkrati, kjer poleg potrebnih nastanejo tudi nepotrebne. L. Pasteur je tudi odkril, da nekateri mikroorganizmi jedo samo eno določeno vrsto sladkorja z enakimi polarizacijskimi lastnostmi.
Kasneje se je izkazalo, da kristali različnih oblik tvorijo izomere (enantiomere), ki se razlikujejo po principu simetrije. Izomeri so enaki po sestavi in strukturi, razen ene lastnosti - so zrcalno simetrični, t.j. njihovih slik ni mogoče poravnati brez zrcaljenja enega od predmetov.
Simetrija je glavni koncept sodobne stereokemije, ki omogoča razumevanje zgradbe biopolimerov. Bistvo ni v polarizaciji svetlobe, pomembno pa je nekaj drugega - molekule iste sestave se lahko razlikujejo po simetriji razporeditve svojih delov (radikali). Živi organizmi vedno naredijo le eno vrsto molekulske simetrije. Naravne beljakovine vsebujejo predvsem levogiratne aminokisline, medtem ko kompleksni ogljikovi hidrati in nukleotidi (DNA in RNA monomeri) vključujejo desno vrtljive sladkorje.
Zdaj je to načelo osnova za določanje biomorfizma organske snovi meteoritov, nafte in podobno.
Ta lastnost je nastala v najzgodnejših fazah razvoja biosfere. Predstavljajmo si, da so se do nastanka biosfere približali številni organizmi z različnimi metodami pridobivanja biopolimerov in različnimi vrstami simetrije začetnih komponent. Na različnih planetih se bodo iste molekule zaradi razlike v prazgodovini in specifičnosti kemijske sestave razlikovale po obliki. Posledično je naključno izbran eden izmed mnogih procesov tvorjenja biopolimerov, ki ga nato uporabljajo vsi drugi celični organizmi. Naključni nabor oblik simetrije biopolimerov ustvari edinstveno skrivnost ključavnice v vsaki biosferi.
Na primer, hiralnost molekul vinske kisline bo z določeno verjetnostjo drugačna za nas in zanje, saj izbira postopka njegovega nastanka izhaja iz naključnosti izbire "molekularnega vzorca", četudi so si naravni zakoni podobni. Posledično mora imeti v vesolju vsaka biosfera svojo skrivno ključavnico.
Izraz kiralnost je pozneje uvedel Lord Kelvin (William Thomson), ki je izomere molekul racematov predstavil kot dve roki, ki ju ni mogoče nalagati drug na drugega. Na kiralnosti je osnova celične sinteze visoko specifičnih encimskih sistemov in imunskih reakcij, torej vseh najpomembnejših procesov v živem organizmu.
Kiralno zaporo biosfere je treba razumeti kot skupek izomernih snovi, ki jih tvorijo živi organizmi biosfere planeta s posebno strukturo (asimetrija). Na primer, beljakovine, umetno sintetizirane iz D-aminokislin, telo ne asimilira; bakterije fermentirajo le enega od izomerov, ne da bi vplivale na drugega. Dokazano je, da je L-nikotin nekajkrat bolj toksičen kot D-nikotin (L - levo, D - desno). Presenetljiv pojav prevladujoče vloge le ene od oblik simetrije biomolekul v bioloških procesih je lahko za nas temeljnega pomena. Naš "potni list" je hiralnost molekul našega telesa.
Sodobne raziskave potrjujejo možnost panspermije. Recimo, da lahko bitja, ki so nastala na drugem planetu, končajo na Zemlji, na primer z letenjem v meteorit. Opisan je padec drobcev vročega meteorita v jezero. Pade s sikanjem, a dokler ne doseže dna, na njem ledi kroglica ledu. Led nastane zaradi globokega mraza v meteoritu, ki pride na površje in zamrzne vodo. V meteoritu, vročem s površine, so razmere sprejemljive za naseljence. V procesu preperevanja mineralov meteoritov lahko tujci vstopijo v našo biosfero. Kaj jih čaka?
Trčili bodo z organskimi snovmi povsem drugačne narave, ki so zanje strup. Druga biosfera ima druge zakone simetrije biomolekul, drugačne od zemeljskih, tj. imajo drugačen kiralni ključ, ki ne ustreza naši kiralni ključavnici. Znani so primeri uporabe racemičnih zdravil pri ljudeh, ko je imel eden od izomerov izrazit toksičen učinek, kar je povzročilo tragične posledice. Zato bodo tuja bitja, vključno z inteligentnimi, organske snovi v naši biosferi dojemala kot strupene in bodo lahko imela enako reakcijo kot pri racemičnih zdravilih pri ljudeh.
Hiralnost ključavnice biosfere je položena v začetnem trenutku njenega razvoja. Če ključ njihove biosfere ne sovpada z našo ključavnico, potem uporaba bioloških virov za tujce postane nemogoča. Kiralni ključ lahko pridobimo le na en način - razvijati se. ZA RAZVOJ SKUPAJ Z BIOSFERO ZEMLJE, POMEN, DA BODEM NJEGOVO PREBIVALO. Celotna biosfera na površini Zemlje je ščit glede na druge organizme, ki so prodrli v biosfero, vendar skozi njen razvoj niso prešli in ji niso fiziološko prilagojeni. Lahko si predstavljamo nezemeljsko bitje, ki je sposobno hitrega razvoja, vendar se bo soočilo s potrebo po spremembi najbolj temeljnih procesov svojega telesa, tj. postalo bo zemeljsko.
Vsi živi organizmi našega planeta in proizvodi njihovega vitalnega delovanja, ki padejo v telo tujca, so smrtonosni povzročitelji. Posledično lahko na kiralnost gledamo kot na ščit pred nezemeljskimi invazijami, saj je biosfere v tem pogledu nemogoče predelati, ustvarjanje nove namesto nje pa je nesmiselno. Vsaka biosfera ima pravico do obstoja. Aborigini imajo vedno prav. Zunajzemeljska inteligenca lahko razvije naravne vire samo na nenaseljenih planetih, ki nimajo kiralnega gradu, kot na Luni.
Pri raziskovanju drugih planetov se uporablja domneva: kiralna ključavnica tujerodne biosfere ne ustreza našemu ključu, dokler se ne dokaže nasprotno. Popolno naključje govori o našem odnosu, smo iste krvi, zato lahko izkoristimo in uničimo njihovo naravo kot svojo, vendar je to mogoče le pri najbližjih sosedih Venere in Marsa. Tudi naša zemeljska civilizacija mora izpolniti to predpostavko.
Zaradi kiralnega gradu, ki je zaprl našo biosfero pred 3,8 milijarde leti, je nemogoče zasesti drugo biosfero. In ključ je v vsaki celici našega bitja.
Aleksander Jožik
