Bonus slike: Sveučilište u Arizoni
Znanstvenici sa Sveučilišta u Arizoni otkrili su da su meteoriti, posebno željezni meteoriti, možda bili presudni za evoluciju života na Zemlji.
Njihova istraživanja pokazuju da su meteoriti lako mogli osigurati više fosfora nego što se to prirodno događa na Zemlji - dovoljno fosfora da stvori biomolekule koje bi se na kraju sastavile u žive, umnožavajuće se organizme.
Fosfor je središnji u životu. Formira okosnicu DNK i RNK jer povezuje genetske baze ovih molekula u duge lance. Od presudnog je značaja za metabolizam, jer je povezan s osnovnim životnim gorivom, adenosin trifosfatom (ATP), energijom koja pokreće rast i kretanje. A fosfor je dio žive arhitekture? To je u fosfolipidima koji čine stanične stijenke i u kostima kralježnjaka.
"Što se tiče mase, fosfor je peti najvažniji biološki element, nakon ugljika, vodika, kisika i dušika", rekao je Matthew A. Pasek, doktorski kandidat iz Odjela za planetarne znanosti UA-a i Lunarne i planetarne laboratorije.
No, tajna je tamo gdje je zemaljski život dobio svoj fosfor.
Fosfor je u prirodi mnogo rjeđi od vodika, kisika, ugljika i dušika.
Pasek navodi nedavne studije koje pokazuju da postoji oko jedan atom fosfora za svaki 2,8 milijuna atoma vodika u kozmosu, svaki 49 milijuna atoma vodika u oceanima i svaki 203 atoma vodika u bakterijama. Slično tome, postoji jedan atom fosfora za svakih 1.400 atoma kisika u kozmosu, svakih 25 milijuna atoma kisika u oceanima i 72 atoma kisika u bakterijama. Brojevi za ugljikove atome i dušikove atome, odnosno po jednom atomu fosfora, su u kozmosu 680 i 230, u oceanima 974 i 633, a u bakterijama 116 i 15.
"Budući da je fosfor znatno rjeđi u okolišu nego u životu, razumijevanje ponašanja fosfora na ranoj Zemlji daje tragove u životnom vijeku", rekao je Pasek.
Najčešći zemaljski oblik elementa je mineral zvan apatit. Kad se pomiješa s vodom, apatit oslobađa samo vrlo male količine fosfata. Znanstvenici su pokušali zagrijati apatit na visoke temperature, kombinirajući ga s različitim čudnim, super-energetskim spojevima, čak eksperimentirajući s fosfornim spojevima nepoznatim na Zemlji. Ovo istraživanje nije objasnilo odakle dolazi životni fosfor, napomenuo je Pasek.
Pasek je počeo surađivati s Danteom Laurettom, docentom planetarnih znanosti UA-a, na ideji da su meteoriti izvor živog fosfora u Zemlji. Rad je inspiriran ranijim eksperimentima Laurette koji su pokazali da se fosfor koncentrirao na metalnim površinama koje korodiraju u ranom Sunčevom sustavu.
"Ovaj prirodni mehanizam koncentracije fosfora u prisutnosti poznatog organskog katalizatora (poput metala na bazi željeza) natjerao me da pomislim kako vodena korozija meteoritnih minerala može dovesti do stvaranja važnih biomolekula koje sadrže fosfor", rekao je Lauretta.
"Meteoriti imaju nekoliko različitih minerala koji sadrže fosfor", rekao je Pasek. "Najvažniji s kojim smo nedavno radili je fosfid željeza i nikla, poznat kao šreibersit."
Schreibersite je metalni spoj koji je na Zemlji izuzetno rijedak. Ali sveprisutna je u meteoritima, posebno željeznim meteoritima, koji su prosipani zrncima šreiberita ili prekriveni ružičastim šreibersitskim žilama.
Prošlog travnja Pasek, dodiplomska studentica UA-a, Virginia Smith i Lauretta pomiješali su schriebersite sa sobnom temperaturom, svježom, deioniziranom vodom. Zatim su analizirali tekuću smjesu pomoću NMR, nuklearne magnetske rezonance.
"Vidjeli smo kako se formira čitav niz različitih fosfornih spojeva", rekao je Pasek. "Jedan od najzanimljivijih koji smo pronašli je P2-O7 (dva atoma fofora sa sedam atoma kisika), jedan od više biokemijski korisnih oblika fosfata, sličan onome koji se nalazi u ATP-u."
Prethodni eksperimenti formirali su P2-07, ali pri visokoj temperaturi ili u drugim ekstremnim uvjetima, a ne jednostavnim otapanjem minerala u vodi sobne temperature, rekao je Pasek.
"To nam omogućava da se pomalo suzdržimo odakle potječe život", rekao je. "Ako ćete imati život na bazi fosfata, vjerojatno bi se on trebao dogoditi u blizini slatkovodne regije gdje je meteorit nedavno pao. Možemo ići tako daleko, možda da kažemo da je to bio željezni meteorit. Željezni meteoriti imaju otprilike 10 do 100 puta više šreibersita od ostalih meteorita.
"Mislim da su meteoriti bili kritični za razvoj života zbog nekih minerala, posebno spoja P2-07, koji se koristi u ATP-u, u fotosintezi, stvaranju novih fosfatnih veza s organskim sastojcima (spojevi koji sadrže ugljik) i mnoštvo drugih biokemijskih procesa ", rekao je Pasek.
"Mislim da je jedan od najuzbudljivijih aspekata ovog otkrića činjenica da se željezni meteoriti formiraju procesom planetarne diferencijacije", rekao je Lauretta. To jest, građevni blokovi planeta, koji se nazivaju planestesmals, tvore i metalnu jezgru i silikatni plašt. Željezni meteoriti predstavljaju metalnu jezgru, a ostale vrste meteorita, ahondriti, predstavljaju plašt.
"Nitko nikada nije shvatio da se tako kritična faza planetarne evolucije može povezati s nastankom života", dodao je. "Ovaj rezultat ograničava odakle, život u našem Sunčevom sustavu i drugima, može nastati. Za to je potreban asteroidni pojas u kojem se planetesimali mogu razviti do kritične veličine? promjera oko 500 kilometara? i mehanizam za ometanje ovih tijela i njihovo dostavljanje u unutarnji sunčev sustav. "
Jupiter pokreće isporuku planetesimala u naš unutarnji sunčev sustav, rekla je Lauretta, ograničavajući tako šanse da će vanjski planeti i Mjeseci biti opskrbljeni reaktivnim oblicima fosfora koje koriste biomolekule bitne za zemaljski život.
Solarni sustavi kojima nedostaje objekt veličine Jupitera koji mogu ometati minerale bogate asteroide prema zemaljskim planetima također imaju male izglede za razvoj života, dodala je Lauretta.
Pasek govori o istraživanju danas (24. kolovoza) na 228. nacionalnom sastanku Američkog kemijskog društva u Philadelphiji. Rad se financira iz NASA-inog programa Astrobiology: Exobiology i Evolutionary Biology.
Izvorni izvor: UA News Release
