Хиральными принято называть объекты, которые являются зеркальным отражением друг друга и при этом их невозможно совместить никакими перемещениями в пространстве. Самые известные объекты такого типа – правая и левая рука. Хиральность – одно из наиболее загадочных свойств живой материи. Ещё в середине XIX столетия, проводя эксперименты с аминокислотами и сахаридами, Луи Пастер открыл, что они могут существовать в разных формах.

Весьма образно проблему хиральности описали Георгий Гамов и Мартин Ичас в научно-популярной книге «Мистер Томпкинс внутри самого себя». Герою книги – интересующемуся наукой банковскому служащему мистеру Томпкинсу – снится сон… В этом сне его сын, молодой математик Уилфред Томпкинс, сообщает отцу, что нашёл в дельте Амазонки так называемую «трёхмерную воронку Мёбиуса». Совершив специальное путешествие на Амазонку, он обошёл вокруг этой воронки, в результате чего пространственные структуры его организма заменились на свои зеркальные отражения.

С этого момента организм Уилфреда утратил способность перерабатывать белки – поскольку его аминокислоты стали «правыми», а белки в обычной земной пище состояли, естественно, из «левых» аминокислот. Ему оставалось питаться водкой и, к примеру, сыром. Как он считал, спасти его жизнь могло только возвращение к воронке Мёбиуса. Но сопровождавший его в путешествии проводник погиб (по-видимому, его организм тоже пострадал в результате обхода воронки Мёбиуса) и положение представлялось ему безвыходным. На этом месте своего исполненного драматизма сна мистер Томпсон проснулся и увидел своего сына живым и невредимым.

Сделанное Пастером открытие «вывело» вопрос о происхождении жизни на молекулярный уровень. Нужно было понять, по какой причине живые организмы оказались связанными только с одним из двух абсолютно равнозначных способов взаимного расположения атомов в пространстве. На этот вопрос – о причине хиральности живой материи – естествоиспытатели ищут ответ уже более столетия...

Сам Пастер искал причину хиральности в космическом пространстве. Ему казалось, что такими причинами могут быть колебания магнитного поля Земли или, к примеру, вращение Земли вокруг Солнца. Однако все его попытки обнаружить такие силы экспериментально оказались неудачными.

В России у Пастера был активный сторонник – Владимир Иванович Вернадский. В 1931 году Ленинградское общество естествоиспытателей заслушало доклад Вернадского «Об условиях появления жизни на Земле». В этом докладе асимметрия пространственной структуры молекул была провозглашена фундаментальным признаком живой материи. По словам Вернадского, «в соединениях, связанных с жизнью, преобладает или исключительно существует один антипод». Как и Пастер, он был уверен, что хиральность живого вещества «наведена» на него космическими факторами.

Вполне естественно, что стартовавшая с запуском первого спутника эра исследования космоса позволила сторонникам «космического» происхождения хиральности выдвинуть новые – зачастую, весьма неожиданные – гипотезы. Так, в апреле 2008 года на проходившей в Нью-Орлеане конференции Американского химического общества профессор Рональд Бреслоу из Колумбийского университета заявил, что изначально присутствовавшие в метеоритах правые формы аминокислот были разрушены поляризованным по кругу электромагнитным излучением, исходящим от заряженных частиц из окрестности нейтронных звёзд. В результате этого в метеоритах стали преобладать «левые» аминокислоты, а после попадания на Землю метеориты «передали» этот дисбаланс Земле. И действительно, в метеоритах наблюдается избыток «левых» аминокислот – в пределах от 2 до 18 процентов. Впрочем, происхождение найденных в метеоритах аминокислот нередко становится предметом отдельной дискуссии. Вполне может оказаться, что аминокислоты попали на поверхность метеорита при контактах с земной атмосферой и с земной поверхностью.

Обсуждая самые разные варианты того, откуда мог появиться избыток левых аминокислот, эксперты допускают, что решение проблемы хиральности может лежать в совсем другой плоскости. Так, в апреле 2009 года Тсунеоми Кавасаки с коллегами – сотрудниками Токийского университета наук – опубликовали в журнале Science статью, в которой заметили: не все атомы углерода, участвующие в формировании молекул органических веществ, одинаковы. На каждые сто атомов изотопа углерода C 12 приходится один атом более тяжёлого изотопа – углерода C 13. Авторы статьи показали, что именно этот фактор может запустить реакцию, в которой образуются органические вещества с пространственной асимметрией.