Sind alle Kombinationen von rechtshändigen und linkshändigen Aminosäuren und Zuckern gleich wahrscheinlich?

Ich entwerfe Planeten für ein hartes (ähnliches) Science-Fiction-RPG-Setting. Ich möchte also herausfinden, ob es Hinweise oder Theorien darüber gibt, welcher Anteil der Planeten mit Leben die grundlegende Biochemie haben wird, die mit der der Erde kompatibel ist. (Mir ist bewusst, dass die höherwertigen Sachen wie viel weniger Kompatibilität haben werden).

Die Erde hat rechtshändige Zucker und (meistens) linkshändige Aminosäuren. Aber es gibt noch 3 mögliche Kombinationen:

Chiralitätsgitter

Also … werden alle diese vier Ergebnisse mit gleicher Wahrscheinlichkeit eintreten? Gibt es einen energischen Grund, der rechtshändige gegenüber linkshändigen Formen bevorzugen würde, sobald die Protobiologie auf den Plan tritt? Wenn es beispielsweise energieeffizienter ist, die eine Form statt der anderen zu greifen oder herzustellen, sollte die natürliche Selektion dies begünstigen. Gibt es dafür eine Grundlage in der realen Chemie oder Biochemie?

Als Kontext möchte ich, dass Planeten in die folgenden Kategorien fallen, und ich interessiere mich für einige realitätsbasierte Proportionen jedes Typs. Es geht um „kostenlose“ Ökosystemleistungen im Gegensatz zu Menschen, die ihre Ökologie von Grund auf aufbauen müssen.

  1. Erde. Atmungsaktive Atmosphäre. Sauerstoff macht Verbrennungsmotoren und Co. möglich. Menschen und Haustiere können eine große Vielfalt an Flora und Fauna essen, ohne sich Gedanken über Verdaulichkeit oder Vergiftung machen zu müssen. Lokale Mikroben recyceln glücklich alles, von dem Kirschbaum, den Sie gefällt haben, über das Abwasser aus der Stadt bis hin zum Leichnam des treuen alten Rovers, der im Garten begraben ist.
  2. "Beinahe-Zwilling" der Erde. Das Leben hat eine atembare Atmosphäre mit hohem Sauerstoff- und niedrigem CO2-Gehalt geschaffen. Gleiche Chiralität von Aminosäuren, Proteinen, Zuckern. Lokale Mikroben fressen gerne Erdbäume/Abwässer/Leichen. Es wird lokale Macken geben, die für jeden Planeten einzigartig sind, zB muss lokales Fleisch verarbeitet werden, um die seltsamen Hormone zu entfernen, die bei Menschen Herzgeräusche verursachen, oder das Leben ist noch nicht auf dem Land aufgetaucht, so dass das Innere der Kontinente ödes Ödland ist.
  3. Inkompatible Biochemie. Das Leben hat eine atembare Atmosphäre geschaffen, aber seine Zucker/Proteine ​​haben die falsche Chiralität, also ist es ein No-Go, es zu essen (oder es dich zu essen). Sie müssen den Boden terraformen, um Mikroben und Humus bereitzustellen, um Erdfrüchte usw. anzubauen.
  4. Leblose Felsen mit unatmbarer Atmosphäre. Es gibt viele dieser Planeten.
Eine Sache, die Sie bedenken sollten: Selbst Kreaturen mit inkompatibler Biochemie können Sie immer noch für die schmackhaften Materialien in Ihrem Körper brechen. Calcium ist Calcium unabhängig von der Herkunft...
@JoeBloggs Guter Punkt. Ich habe jetzt böse Gedanken über Planet of the Bone Crunching Predators! :-) Ich habe keine Ahnung, ob es einfach/schwierig ist, das Kalzium aus all dem lästigen Knorpel herauszubekommen, wenn man die Proteine ​​nicht verdauen kann.
Es ist nicht nur Kalzium. Um The Expanse dreist zu stehlen: Aus der Sicht eines außerirdischen Bakteriums bist du nur ein netter, ausbeutbarer Haufen von Ressourcen. Es ist weniger Essen als Bergbau.
@Otto Normalverbraucher. Ich selbst mag die Lipovores of Ashen Stars RPG – sie sind „Vampire“, die es auf die Fette Ihres Körpers abgesehen haben, einschließlich der Phospholipide Ihres zentralen Nervensystems.

Antworten (2)

An den Aminosäuren, die von terrestrischen Lebensformen verwendet werden, ist nichts Besonderes. Es besteht die Möglichkeit, dass das Leben anderswo zumindest einige andere Aminosäuren verwendet.

Bei Aminosäuren bin ich mir nicht sicher, aber bei Zuckern werden die links- und rechtshändige Form in gleichen Anteilen durch viele chemische Reaktionen hergestellt. Die Vorliebe von Lebensformen für nur eines der Enantiomere ist ein Zufall, und auf anderen Welten hätten andere Zufälle tatsächlich zu einer Bevorzugung des anderen Enantiomers oder, zumindest im Fall von Zuckern, zu einer vollständigen oder teilweisen Gleichgültigkeit führen können.

Selbst auf der Erde ist die Vorliebe von Lebensformen für beispielsweise D-Glucose nicht absolut; Es gibt Bakterien wie Burkholderia caryophylli , die L-Glucose verarbeiten können. Diese Fähigkeit ist nicht weit verbreitet, weil nur sehr wenig L-Glucose verfügbar ist. Sollten terrestrische Bakterien eine reichliche Quelle von L-Glucose finden, würden sie sicherlich und schnell die Fähigkeit entwickeln, es zu verarbeiten – schließlich haben Stämme von Flavobacterium die Fähigkeit entwickelt, Nylon in nicht mehr als 40 Jahren zu essen (Nylon wurde 1935 und 1935 erfunden 1975 wurden die ersten nylonfressenden Bakterien entdeckt).

Diese Tatsache, dass Nylon gegessen wird, ist großartig!
Ein SF-Buch mit dem Titel „Mutant 59: The Plastic Eaters“ wurde 1971 geschrieben. Die Plot-Monster aßen alle Formen von Plastik und verhängten den Untergang der Menschheit.

Ich glaube, dass die rohe statistische Mechanik / Thermodynamik weder links- noch rechtshändige Moleküle von Proteinen bzw. Zuckern bevorzugt. Biochemische Enzyme sind jedoch im Allgemeinen nicht chiralitätsblind (Händigkeit). Sich selbst reproduzierende Moleküle im Leben haben sich entwickelt, um Energie/Ressourcen aufzuwenden, um ihre eigenen spezifischen Versionen zu reproduzieren, einschließlich der Händigkeit von Zuckern und Proteinen.

Die Suche nach ungleichen Konzentrationen chiraler Isomere wurde als Mechanismus für die Suche nach Leben auf dem Mars vorgeschlagen. Siehe http://www.gillevin.com/Mars/GVL_SPIE_2010.pdf

Wenn Sie an diesem Thema interessiert sind, empfehle ich Ihnen, Zelaznys Roman Doorways in the Sand zu lesen, der Spekulationen darüber enthält, wie sinnumgekehrte Lebensmittel schmecken würden. (Kein Experiment, das ich gerne persönlich ausprobieren würde.)

Sind alle Kombinationen von rechtshändigen und linkshändigen Aminosäuren und Zuckern gleich wahrscheinlich?
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