מולקולות מסוימות קיימות בשתי צורות דומות שהינן תמונות ראי סימטריות אחת של השנייה: הן מוכרות כמולקולות כיראליות. בכדור הארץ, המולקולות הכיראליות ההכרחיות לחיים, בעיקר חומצות אמינו וסוכרים, קיימות בצורה אחת בלבד
מולקולות מסוימות קיימות בשתי צורות דומות שהינן תמונות ראי סימטריות אחת של השנייה: הן מוכרות כמולקולות כיראליות. בכדור הארץ, המולקולות הכיראליות ההכרחיות לחיים, בעיקר חומצות אמינו וסוכרים, קיימות בצורה אחת בלבד – או הצורה השמאלית או הצורה הימנית. מדוע שהחיים "יבחרו" מלכתחילה בצורה אחת בלבד מבין השתיים?
קבוצת חוקרים מצרפת הצליחה לקבל, לראשונה אי-פעם, עודף של מולקולות "שמאליות" (ואז גם עודף של מולקולות "ימניות") בתנאים המחקים את אלו הקיימים בחלל הבין-כוכבי. ממצא זה מחזק את ההשערה כי הסימטריה של מולקולות ביולוגיות המצויות בכדור-הארץ מקורה בחלל החיצון. החוקרים גם מחזיקים בדעה כי ערפילית השמש (המונח בוויקיפדיה) נוצרה באזור של כוכבים כבדים. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי The Astrophysical Journal Letters.
מולקולות כיראליות הינן מולקולות הקיימות בשתי צורות דומות (אננטיומרים) המהוות תמונות ראי סימטריות אחת של השנייה, אחת הינה "ימנית" והשנייה "שמאלית". לדוגמא, שתי הידיים שלנו הן דוגמא למבנים כיראליים מכיוון שהן קיימות בשתי צורות, הימנית והשמאלית, שהיחס הסימטרי ביניהן הוא כשל תמונות ראי, והן חופפות רק כאשר נציב אותן אחת מול השנייה ולא אחת מעל השנייה. רוב המולקולות הביולוגיות הינן כיראליות, עם העדפה לצורה אחת מתוך מספר אפשרויות (שתיים, או יותר).
לדוגמא, החומצות האמינו המרכיבות את החלבונים קיימות בטבע רק באחת מהצורות האננטיומריות מהשתיים האפשריות – הצורה השמאלית (L). מאידך גיסא, מולקולות הסוכר הקיימות בסליל הדנ"א של היצורים החיים קיימות בצורה הימנית בלבד (D). התכונה הזו, שבה מולקולות אורגניות של יצורים חים קיימות רק בצורה אחת מהצורות המבניות שלהן, מכונה הומו-כיראליות (homochirality, המונח בוויקיפדיה).
מהו מקורה של סימטריה זו במערכות ביולוגיות? כיום רווחות בעולם המדע שתי השערות מתחרות: הראשונה מניחה כי החיים נוצרו מתערובת שהכילה 50% של האננטיומר האחד ו- 50% של האננטיומר השני (תערובת המכונה "תערובת רצמית"), וכי תכונת ההומו-כיראליות הגיחה בהדרגתיות במהלך האבולוציה. ההשערה השנייה מניחה כי האסימטריה שהובילה להומו-כיראליות קדמה להופעת החיים, ומקורה בחלל החיצון. השערה זו נתמכת ע"י תצפית של עודף בצורת ה- L של חומצות אמינו מסוימות שבודדו ממטאוריטים קדומים. בהתאם לתרחיש זה, חומצות אמינו אלו נוצרו באופן לא-ראצמי בחלל הבין-כוכבי והועברו לכדור-הארץ ע"י מטאוריטים וחלקיקי שביטים.
על-מנת לחזק עוד את ההשערה הזו, החוקרים הכינו תחילה במעבדה אנאלוגים של חלקיקי קרחונים בין-כוכביים ושביטיים. ההיבט החדשני במחקר היה בכך שהחלקיקים נחשפו לקרינה על-סגולה מקוטבת, המדמה את התנאים שהיו קיימים בסביבות חלל מסוימות. כאשר החלקיקים חוממו, נוצרו משקעים אורגניים.
בדיקה מקיפה של תערובת זו חשפה כי היא מכילה עודף אננטיומרי משמעותי של חומצת אמינו כיראלית אחת – אלאנין. שיעור העודף, שהיה מעל 1.3%, דומה לשיעור שנמדד במטאוריטים הקדומים. כלומר – החוקרים הצליחו ליצור, בתנאים הדומים לאלו שקיימים בחלל החיצון, מולקולות אסימטריות הקיימות בעולם החי מתערובת שלא הכילה חומרים כיראליים. זו הייתה הפעם הראשונה שהתרחיש המסביר את מקורה של אסימטריה זו הודגם הלכה למעשה במעבדה באמצעות ניסוי שבו התרחשה סינתזה טבעית לחלוטין.
ממצאים אלו מחזקים את ההשערה כי מקור ההומו-כיראליות הינו בחלל החיצון וכי הוא קדם להופעת החיים על-פני כדור-הארץ. בהתאם לתרחיש זה, הופעתו של חומר אורגני מהחלל החיצון המכיל עודף אננטיומרי, שנוצר באמצעות תהליך אסטרופיסיקלי אסימטרי (במקרה שלנו, הקרנה מקוטבת), היא המקור לצורתן האסימטרית של מולקולות החיים על-פני כדור-הארץ.
ייתכן אפילו, כי חומר זה נוצר מחוץ למערכת השמש. בנוסף, החוקרים טוענים כי ערפילית השמש מקורה באזורים בחלל שבהם נוצרו כוכבים כבדים. באזורים אלו נצפתה קרינה על-סגולה המקוטבת באותו הכיוון של הקרינה שהחוקרים השתמשו בה.
לסיכום – ממצאים אלו מרמזים כי הבחירה באננטיומר אחד על-פני השני בקרב המולקולות של החיים המצויות בכדור-הארץ אינה תוצאת המקרה, אלא מקורה במנגנון פיסיקאלי מוגדר.