Vaizdo įrašas: Arizonos universitetas
Arizonos universiteto mokslininkai išsiaiškino, kad meteoritai, ypač geležies meteoritai, galėjo būti kritiški gyvybės evoliucijai Žemėje.
Jų tyrimai rodo, kad meteoritai lengvai galėjo suteikti daugiau fosforo, nei natūraliai susidaro Žemėje - pakankamai fosforo, kad susidarytų biomolekulės, kurios ilgainiui susiburtų į gyvus, dauginamuosius organizmus.
Fosforas yra svarbiausia gyvenimo dalis. Tai sudaro DNR ir RNR stuburą, nes jungia šių molekulių genetines bazes į ilgas grandines. Tai gyvybiškai svarbu metabolizmui, nes jis yra susijęs su gyvybės pagrindiniu kuru, adenozino trifosfatu (ATP) - energija, kuri skatina augimą ir judėjimą. O fosforas yra gyvosios architektūros dalis? tai yra fosfolipidais, kurie sudaro ląstelių sienas ir stuburinių gyvūnų kauluose.
„Pagal masę fosforas yra penktasis svarbiausias biologinis elementas po anglies, vandenilio, deguonies ir azoto“, - sakė Matthew A. Pasek, kandidatas į doktorantą UA planetų mokslų skyriuje ir Mėnulio bei planetų laboratorijoje.
Bet kur buvo sausumos gyvybės fosforo paslaptis, pridūrė jis.
Fosforas yra daug retesnio pobūdžio nei vandenilis, deguonis, anglis ir azotas.
Pasekas cituoja naujausius tyrimus, rodančius, kad kiekviename kosmoso 2,8 mln. Vandenilio atomų yra maždaug vienas fosforo atomas, vandenynuose - 49 mln. Vandenilio atomų ir kiekviename bakterijoje - 203 vandenilio atomai. Panašiai yra vienas fosforo atomas kiekvienam 1400 deguonies atomų kosmose, kas 25 milijonai deguonies atomų vandenynuose ir 72 deguonies atomai bakterijose. Vieno fosforo atomo anglies atomų ir azoto atomų skaičius atitinkamai yra 680 ir 230 kosmose, 974 ir 633 vandenynuose ir 116 ir 15 - bakterijose.
„Kadangi fosforas aplinkoje yra daug retesnis nei gyvenime, fosforo elgsenos supratimas apie ankstyvą Žemę suteikia užuominų apie gyvybės kilmę“, - teigė Pasekas.
Dažniausia antžeminė elemento forma yra mineralas, vadinamas apatitu. Sumaišytas su vandeniu, apatitas išskiria tik labai mažą fosfato kiekį. Mokslininkai bandė kaitinti apatitą iki aukštų temperatūrų, derindami jį su įvairiais keistais, ypač energetiniais junginiais, netgi eksperimentuodami su fosforo junginiais, nežinomais Žemėje. Šis tyrimas nepaaiškino, iš kur kyla gyvybės fosforas, pažymėjo Pasekas.
Pasekas pradėjo bendradarbiauti su UA planetos mokslų docentu Dante Lauretta, manydamas, kad meteoritai yra gyvojo žemės fosforo šaltinis. Kūrinys buvo įkvėptas ankstesnių Lauretta eksperimentų, kurie parodė, kad fosforas susikaupė ant metalinių paviršių, kurie korozuoja ankstyvojoje saulės sistemoje.
„Šis natūralus fosforo koncentracijos mechanizmas esant žinomam organiniam katalizatoriui (tokiam kaip metalas, kurio pagrindą sudaro geležis) privertė mane susimąstyti, kad dėl meteoritinių mineralų vandeninės korozijos gali susidaryti svarbios fosforą turinčios biomolekulės“, - teigė Lauretta.
„Meteoritai turi keletą skirtingų mineralų, kuriuose yra fosforo“, - teigė Pasekas. „Svarbiausias, su kuriuo neseniai dirbome, yra geležies-nikelio fosfidas, žinomas kaip schreibersitas“.
Schreibersite yra metalo junginys, labai retas Žemėje. Bet visur jis yra meteorituose, ypač geležies meteorituose, kurie yra supjaustyti šreibersito grūdeliais arba pjaustomi rausvos spalvos šreibersito venomis.
Praėjusių metų balandį Pasek, UA bakalauras Virginia Smith ir Lauretta sumaišė schriebersite su kambario temperatūros, šviežiu, dejonizuotu vandeniu. Tada jie ištyrė skystą mišinį, naudodami BMR, branduolinį magnetinį rezonansą.
„Mes matėme daugybę įvairių fosforo junginių, besiformuojančių“, - teigė Pasekas. „Vienas iš įdomiausių, kurį radome, buvo P2-O7 (du fosforo atomai su septyniais deguonies atomais), viena iš biochemiškai naudingesnių fosfato formų, panaši į tai, kas randama ATP.“
Ankstesni eksperimentai suformavo P2-07, tačiau esant aukštai temperatūrai ar esant kitoms ekstremalioms sąlygoms, o ne tik ištirpinant mineralą kambario temperatūros vandenyje, sakė Pasekas.
„Tai leidžia mums šiek tiek suvaržyti, kur galėjo kilti gyvenimo ištakos“, - sakė jis. „Jei gyventumėte fosfatais, tai greičiausiai turėjo įvykti šalia gėlo vandens regiono, kur neseniai nukrito meteoritas. Galime nueiti taip toli, gal sakyti, kad tai buvo geležinis meteoritas. Geležies meteoritai turi nuo 10 iki 100 kartų daugiau šreibersitų, nei kiti meteoritai.
„Manau, kad meteoritai buvo gyvybiškai svarbūs dėl kai kurių mineralų, ypač P2–07 junginio, naudojamo ATP, fotosintezėje, formuojant naujus fosfato ryšius su organinėmis medžiagomis (anglies turinčiais junginiais) ir įvairių kitų biocheminių procesų įvairovė “, - teigė Pasekas.
„Manau, vienas įdomiausių šio atradimo aspektų yra tai, kad geležies meteoritai susidaro atliekant plokštuminį diferenciaciją“, - teigė Lauretta. T. y., Planetų statybiniai blokai, vadinami plokštelėmis, formuoja metalinę šerdį ir silikatinį apvalkalą. Geležiniai meteoritai reprezentuoja metalinę šerdį, o kitos rūšies meteoritai, vadinami achondritais, vaizduoja mantiją.
„Niekas niekada nesuvokė, kad toks kritinis planetos evoliucijos etapas gali būti susietas su gyvybės kilme“, - pridūrė jis. „Šis rezultatas riboja tai, iš kur galėtų atsirasti mūsų ir kitų saulės sistema. Tam reikalingas asteroido diržas, kuriame plokštumos modeliai gali išaugti iki kritinio dydžio? maždaug 500 kilometrų skersmens? ir mechanizmas, galintis sutrikdyti šiuos kūnus ir pristatyti juos į vidinę saulės sistemą. “
„Jupiteris“ skatina planetinių modelių tiekimą į mūsų vidinę saulės sistemą, sakė Lauretta, taip sumažindama tikimybę, kad išorinės Saulės sistemos planetos ir mėnuliai bus aprūpinti reaktyviosiomis fosforo formomis, kurias naudoja antžeminiam gyvenimui būtinos biomolekulės.
Saulės sistemos, kuriose nėra Jupiterio dydžio objekto, galinčio trikdyti mineralus turinčius asteroidus antžeminių planetų link, taip pat turi silpnas gyvenimo vystymosi perspektyvas, pridūrė Lauretta.
Pasekas šiandien (rugpjūčio 24 d.) Pasakoja apie 228-ajame Amerikos chemikų draugijos nacionaliniame susirinkime Filadelfijoje vykusį tyrimą. Darbą finansuoja NASA programa „Astrobiologija: egzobiologija ir evoliucijos biologija“.
Originalus šaltinis: UA naujienų leidinys
