¿Son todas las combinaciones de aminoácidos y azúcares dextrógiras e izquierdistas igualmente probables?

Estoy diseñando planetas para un entorno RPG de ciencia ficción duro (más o menos). Así que quiero averiguar si hay pistas o teorías sobre qué proporción de planetas con vida tendrán la bioquímica básica compatible con la de la Tierra. (Soy consciente de que es mucho menos probable que las cosas de nivel superior tengan compatibilidad).

La tierra tiene azúcares diestros y (principalmente) aminoácidos zurdos. Pero hay otras 3 combinaciones posibles:

cuadrícula de quiralidad

Entonces… ¿son estos cuatro resultados igualmente probables de suceder? ¿Existe alguna razón energética que favorezca las formas diestras sobre las zurdas una vez que la protobiología entre en escena? Por ejemplo, si agarrar o fabricar una forma en lugar de la otra es más eficiente desde el punto de vista energético, la selección natural debería favorecerla. ¿Hay alguna base en la química o bioquímica del mundo real para esto?

Por contexto, quiero que los planetas caigan en las siguientes categorías, y estoy interesado en algunas proporciones basadas en la realidad de cada tipo. Se trata de servicios ecosistémicos 'gratuitos' versus humanos que tienen que construir su ecología desde cero.

  1. Tierra. Atmósfera transpirable. El oxígeno hace posibles los motores de combustión y similares. Las personas y los animales domésticos pueden comer una gran variedad de flora y fauna sin preocuparse por la digestibilidad o el envenenamiento. Los microbios locales reciclan felizmente todo, desde el cerezo que talaste hasta las aguas residuales del pueblo local y el cadáver del fiel viejo Rover enterrado en el jardín.
  2. 'Casi gemelo' de la Tierra. La vida ha creado una atmósfera respirable con alto contenido de oxígeno y bajo nivel de CO2. Misma quiralidad de aminoácidos, proteínas, azúcares. Microbios locales felices de comer árboles de la Tierra/aguas residuales/cadáveres. Habrá peculiaridades locales, exclusivas de cada planeta, por ejemplo, la carne local debe procesarse para eliminar las extrañas hormonas que causan los soplos cardíacos en los humanos, o la vida aún no ha surgido en la tierra, por lo que el interior de los continentes son páramos yermos.
  3. Bioquímica incompatible. La vida ha creado una atmósfera respirable, pero sus azúcares/proteínas tienen la quiralidad incorrecta, por lo que comerla (o que te coma a ti) es un no-no. Tienes que terraformar el suelo para que los microbios y el humus hagan crecer cultivos de tierra, etc.
  4. Rocas sin vida con atmósfera irrespirable. Hay MUCHOS de estos planetas.
Una cosa a tener en cuenta: incluso las criaturas con una bioquímica incompatible pueden descomponerte por los sabrosos materiales de tu cuerpo. El calcio es calcio independientemente de su procedencia...
@JoeBloggs Buen punto. ¡Ahora estoy teniendo malos pensamientos sobre Planet of the Bone Crunching Predators! :-) No tengo idea si sacar el calcio de todo ese molesto cartílago es fácil/difícil si no puedes digerir las proteínas.
No es solo calcio. Para robar descaradamente de The Expanse: desde el punto de vista de una bacteria alienígena, solo eres una buena pila de recursos explotables. No es tanto comer como minar.
@JoeBloggs. Yo mismo soy aficionado a los Lipovores de Ashen Stars RPG: son 'vampiros' que persiguen las grasas de tu cuerpo, incluidos los fosfolípidos de tu sistema nervioso central.

Respuestas (2)

No hay nada particularmente especial en los aminoácidos utilizados por las formas de vida terrestres. Lo más probable es que en otros lugares la vida utilice al menos algunos aminoácidos diferentes .

No estoy seguro acerca de los aminoácidos, pero para los azúcares, las formas izquierda y derecha se producen en proporciones iguales por muchas reacciones químicas. La preferencia de las formas de vida por uno solo de los enantiómeros es un accidente, y en otros mundos otros accidentes podrían haber resultado en una preferencia por el otro enantiómero o, al menos en el caso de los azúcares, en una indiferencia total o parcial.

Incluso en la Tierra, la preferencia de las formas de vida por, por ejemplo, la D-glucosa, no es absoluta; hay bacterias como Burkholderia caryophylli que son capaces de procesar la L-glucosa. Esta capacidad no está muy extendida simplemente porque hay muy poca L-glucosa disponible. Si las bacterias terrestres encontraran una fuente abundante de L-glucosa, seguramente desarrollarían rápidamente la capacidad de procesarla; después de todo, las cepas de Flavobacterium desarrollaron la capacidad de comer nailon en no más de 40 años (el nailon se inventó en 1935 y el Las primeras bacterias que comen nailon se descubrieron en 1975).

¡Ese hecho de comer nailon es increíble!
En 1971 se escribió un libro de ciencia ficción titulado "Mutant 59: The Plastic Eaters". La trama: los monstruos se comieron todas las formas de plástico, condenando a la humanidad.

Creo que la mecánica/termodinámica estadística en bruto no favorece a las moléculas de proteínas o azúcares que giran a la izquierda o a la derecha, respectivamente. Sin embargo, las enzimas bioquímicas generalmente no son ciegas a la quiralidad (mano derecha). Las moléculas que se reproducen a sí mismas en la vida han evolucionado para gastar energía/recursos para reproducir sus propias versiones específicas, incluida la lateralidad de los azúcares y las proteínas.

La búsqueda de concentraciones desiguales de isómeros quirales se ha propuesto como un mecanismo para buscar vida en Marte. Ver http://www.gillevin.com/Mars/GVL_SPIE_2010.pdf

Si está interesado en este tema, le sugiero que lea la novela Puertas en la arena de Zelazny, que incluye especulaciones sobre el sabor de los alimentos con sentido inverso. (No es un experimento que esté ansioso por probar personalmente).

¿Son todas las combinaciones de aminoácidos y azúcares dextrógiras e izquierdistas igualmente probables?
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