Кредитна слика: Университи оф Аризона
Научници са Универзитета у Аризони открили су да су метеорити, нарочито гвожђе метеорити, можда били пресудни за еволуцију живота на Земљи.
Њихова истраживања показују да су метеорити лако могли да дају више фосфора него што се природно догађа на Земљи - довољно фосфора да створи биомолекуле које би се на крају саставиле у живе, размножавајуће се организме.
Фосфор је централни у животу. Он формира окосницу ДНК и РНК јер повезује генетске базе ових молекула у дугачке ланце. Од пресудног је значаја за метаболизам, јер је повезан са животним основним горивом, аденосин трифосфатом (АТП), енергијом која покреће раст и кретање. А фосфор је део живе архитектуре? То је у фосфолипидима који чине ћелијске зидове и кости краљежњака.
"У погледу масе, фосфор је пети најважнији биолошки елемент, после угљеника, водоника, кисеоника и азота", рекао је Маттхев А. Пасек, докторски кандидат из одељења за планетарне науке УА и Лунар анд Планетари Лаборатори.
Али где је земаљски живот добио свој фосфор била је мистерија, додао је.
Фосфор је много ређи у природи него водоник, кисеоник, угљеник и азот.
Пасек наводи недавне студије које показују да постоји приближно један атом фосфора за сваких 2,8 милиона атома водоника у космосу, сваких 49 милиона атома водоника у океанима и сваких 203 атома водоника у бактеријама. Слично томе, постоји један атом фосфора за сваких 1.400 атома кисеоника у космосу, сваких 25 милиона атома кисеоника у океанима и 72 атома кисеоника у бактеријама. Бројеви атома угљеника и атома азота, односно по једном атому фосфора, су у космосу 680 и 230, у океанима 974 и 633, и у бактеријама 116 и 15.
"Пошто је фосфор много ређи у околини него у животу, разумевање понашања фосфора на раној Земљи даје трагове животном пореклу", рекао је Пасек.
Најчешћи земаљски облик елемента је минерал зван апатит. Када се помеша са водом, апатит ослобађа само врло мале количине фосфата. Научници су покушали загревање апатита до високих температура, комбинујући га са разним чудним, супер-енергетским једињењима, чак и експериментишући са фосфорним једињењима непознатим на Земљи. Ово истраживање није објаснило одакле долази фосфор у животу, приметио је Пасек.
Пасек је почео сарађивати са Дантеом Лауреттом, асистентом професора планетарних наука из УА, на идеји да су метеорити извор фосфора живог Земље. Рад је инспирисан ранијим експериментима Лауретте који су показали да фосфор постаје концентрисан на металним површинама које кородирају у раном Сунчевом систему.
"Овај природни механизам концентрације фосфора у присуству познатог органског катализатора (попут метала на бази гвожђа) натерао ме на размишљање да водена корозија метеоритних минерала може довести до стварања важних биомолекула које садрже фосфор", рекао је Лауретта.
"Метеорити имају неколико различитих минерала који садрже фосфор", рекао је Пасек. „Најважнији, са којим смо сарађивали недавно, је фосфид гвожђа-никла, познат као шреиберсит.“
Сцхреиберсите је метално једињење које је на Земљи изузетно ретко. Али свеприсутна је у метеоритима, посебно метеоритима гвожђу, који су преливени зрнцима шреиберита или клизали шкриљастим венама ружичасте боје.
Прошлог априла Пасек, додипломска студија из УА, Виргиниа Смитх, и Лауретта помешали су шриберибер са собном температуром, свежом, деионизираном водом. Затим су анализирали течну смешу користећи НМР, нуклеарну магнетну резонанцу.
"Видели смо како се формира читав низ различитих фосфорних једињења", рекао је Пасек. "Један од најзанимљивијих који смо пронашли је П2-О7 (два атома фофора са седам атома кисеоника), један од више биохемијски корисних облика фосфата, сличан ономе који се налази у АТП."
Претходни експерименти формирали су П2-07, али на високој температури или у другим екстремним условима, а не једноставним растварањем минерала у води собне температуре, рекао је Пасек.
"Ово нам омогућава да се донекле ограничимо одакле потиче живот", рекао је. „Ако ћете живети на бази фосфата, вероватно би се то морало догодити у близини слатководне области где је метеорит недавно пао. Можемо ићи толико далеко, можда да кажемо да је то био гвоздени метеорит. Метеорити гвожђа имају отприлике 10 до 100 пута више шреиберита од осталих метеорита.
„Мислим да су метеорити били критични за развој живота због неких минерала, посебно једињења П2-07, које се користи у АТП-у, у фотосинтези, формирању нових фосфатних веза са органима (једињења која садрже угљеник) и низ других биохемијских процеса ", рекао је Пасек.
"Мислим да је један од најузбудљивијих аспеката овог открића чињеница да се гвожђе метеорити формирају процесом планетарне диференцијације", рекао је Лауретта. То јест, грађевни блокови планета, који се називају планестесмалс, творе и метално језгро и силикатни плашт. Гвоздени метеорити представљају метално језгро, а друге врсте метеорита, назване ахондритима, представљају плашт.
"Нико никада није схватио да се таква критична фаза планетарне еволуције може повезати са пореклом живота", додао је. „Овај резултат ограничава одакле, живот у нашем Сунчевом систему и другима, може настати. За то је потребан астероидни појас у којем планетесималс могу нарасти до критичне величине? пречника око 500 километара? и механизам за ометање ових тела и њихово достављање у унутрашњи сунчев систем. "
Јупитер покреће испоруку планетесимала нашем унутрашњем сунчевом систему, рекао је Лауретта, ограничавајући тако шансе да ће спољни планети и месеци бити испоручени реактивним облицима фосфора који користе биомолекуле неопходне за земаљски живот.
Соларни системи којима недостаје објект величине Јупитера који могу да ометају богате минералним астероидима према земаљским планетима такође имају слабе изгледе за развој живота, додала је Лауретта.
Пасек говори о истраживању данас (24. августа) на 228. националном састанку Америчког хемијског друштва у Филаделфији. Рад је финансиран од НАСА-иног програма, Астробиологи: Екобиологи и Еволутионари Биологи.
Изворни извор: УА Невс Релеасе
