Fotoğraf kredisi: Arizona Üniversitesi
Arizona Üniversitesi bilim adamları, göktaşlarının, özellikle demir göktaşlarının, Dünya'daki yaşamın evrimi için kritik olabileceğini keşfettiler.
Araştırmaları, meteoritlerin Dünya'da doğal olarak meydana gelenden daha fazla fosfor sağlayabildiğini gösteriyor - sonuçta canlı, kopya organizmalara monte edilen biyomoleküllere yol açacak kadar fosfor.
Fosfor hayatın merkezindedir. DNA ve RNA'nın omurgasını oluşturur, çünkü bu moleküllerin genetik bazlarını uzun zincirlere bağlar. Metabolizma için hayati önem taşır çünkü yaşamın temel yakıtı, adenozin trifosfat (ATP), büyüme ve harekete güç veren enerji ile bağlantılıdır. Ve fosfor yaşayan mimarinin bir parçası mı? hücre duvarlarını oluşturan fosfolipidlerde ve omurgalıların kemiklerinde bulunur.
UA’nın gezegen bilimleri bölümü ve Ay ve Gezegen Laboratuvarı doktora adayı Matthew A. Pasek, “Kütle açısından fosfor, karbon, hidrojen, oksijen ve azottan sonra en önemli beşinci biyolojik elementtir.
Ancak karasal yaşamın fosforunu aldığı yerde bir gizem olduğunu da sözlerine ekledi.
Fosfor doğada hidrojen, oksijen, karbon ve azottan çok daha nadirdir.
Pasek, kozmostaki her 2.8 milyon hidrojen atomu, okyanuslardaki her 49 milyon hidrojen atomu ve bakterilerdeki her 203 hidrojen atomu için yaklaşık bir fosfor atomu olduğunu gösteren son çalışmalardan bahsediyor. Benzer şekilde, kozmostaki her 1.400 oksijen atomu, okyanuslardaki her 25 milyon oksijen atomu ve bakterilerde 72 oksijen atomu için tek bir fosfor atomu vardır. Tek fosfor atomu başına sırasıyla karbon atomları ve azot atomlarının sayısı, kozmosta 680 ve 230, okyanuslarda 974 ve 633 ve bakterilerde 116 ve 15'tir.
Pasek, “Fosfor çevrede hayattan çok daha nadir olduğu için, erken dönemdeki fosforun davranışını anlamak hayatın kökeni hakkında ipuçları veriyor,” dedi.
Elemanın en yaygın karasal formu apatit adı verilen bir mineraldir. Su ile karıştırıldığında, apatit sadece çok az miktarda fosfat salar. Bilim adamları, apatiti yüksek sıcaklıklara ısıtmayı denediler, çeşitli garip, süper enerjik bileşiklerle birleştirdiler, hatta Dünya'da bilinmeyen fosforlu bileşiklerle deneyler yaptılar. Pasek, bu araştırmanın yaşamın fosforunun nereden geldiğini açıklamadığını belirtti.
Pasek, göktaşlarının yaşayan Dünya fosforunun kaynağı olduğu fikri üzerine UA gezegensel bilimler profesörü Dante Lauretta ile çalışmaya başladı. Bu çalışma, Lauretta’nın fosforun erken güneş sisteminde korozyona uğramış metal yüzeylerde yoğunlaştığını gösteren daha önceki deneylerinden ilham aldı.
Lauretta, “Bilinen bir organik katalizör (demir bazlı metal gibi) varlığında bu doğal fosfor konsantrasyonu mekanizması, meteoritik minerallerin sulu korozyonunun önemli fosfor taşıyan biyomoleküllerin oluşumuna yol açabileceğini düşündürdü” dedi.
"Göktaşlarının fosfor içeren birkaç farklı minerali var," dedi Pasek. “Son zamanlarda üzerinde çalıştığımız en önemlisi, schreibersite olarak bilinen demir-nikel fosfür.”
Schreibersite, Dünya'da çok nadir görülen metalik bir bileşiktir. Ancak meteorlarda, özellikle schreibersite taneleri ile biberlenmiş veya pembemsi renkli schreibersite damarları ile şeritlenmiş demir meteoritlerinde her yerde bulunur.
Geçtiğimiz Nisan ayında Pasek, UA lisans Virginia Smith ve Lauretta schriebersite'i oda sıcaklığında, temiz, iyonu giderilmiş suyla karıştırdı. Daha sonra NMR, nükleer manyetik rezonans kullanılarak sıvı karışımı analiz ettiler.
"Bir sürü farklı fosfor bileşiği oluştuğunu gördük," dedi Pasek. “Bulduğumuz en ilginç olanlardan biri, ATP'de bulunanlara benzer şekilde, biyokimyasal olarak daha kullanışlı fosfat formlarından biri olan P2-O7 (yedi oksijen atomlu iki pforfor atomu) idi.”
Pasek, önceki deneylerin P2-07'yi oluşturduğunu, ancak yüksek sıcaklıkta veya diğer aşırı koşullar altında, bir mineralin oda sıcaklığında su içinde çözülmesiyle değil, dedi.
“Bu, yaşamın kökenlerinin nerede olabileceğini bir şekilde kısıtlamamıza izin veriyor” dedi. “Fosfat bazlı bir yaşama sahip olacaksanız, muhtemelen bir meteorın yakın zamanda düştüğü bir tatlı su bölgesinin yakınında olması gerekiyordu. Demir bir göktaşı olduğunu söylemek için belki o ana kadar gidebiliriz. Demir meteoritleri diğer meteoritlerinkinden yaklaşık 10 ila 100 kat daha fazla schreibersite sahiptir.
“Meteorların, özellikle ATP'de, fotosentezde, organiklerle (karbon içeren bileşikler) yeni fosfat bağları oluşturmada kullanılan P2-07 bileşiği ve bazı mineraller nedeniyle yaşamın evrimi için kritik olduğunu düşünüyorum. çeşitli diğer biyokimyasal süreçler ”dedi.
Lauretta, “Bence bu keşfin en heyecan verici yönlerinden biri, demir meteoritlerinin gezegensel farklılaşma süreciyle oluşmasıdır” dedi. Yani, planestesmal adı verilen gezegenlerin yapı taşları hem metalik bir çekirdek hem de silikat bir manto oluşturur. Demir meteoritleri metalik çekirdeği temsil eder ve akondrit adı verilen diğer meteor tipleri mantoyu temsil eder.
“Hiç kimse, gezegensel evrimde böylesine kritik bir aşamanın yaşamın kökeni ile birleştirilebileceğini fark etmemişti” diye ekledi. “Bu sonuç, güneş sistemimizde ve diğerlerinde yaşamın nereden kaynaklanabileceğini kısıtlıyor. Gezegenlerin kritik bir boyuta gelebileceği bir asteroit kuşağı gerektirir mi? yaklaşık 500 kilometre çapında? ve bu bedenleri bozan ve iç güneş sistemine teslim eden bir mekanizma. ”
Jüpiter, gezegenlerin iç güneş sistemimize teslimatını yönlendiriyor, dedi Lauretta, dış güneş sistemi gezegenleri ve uydularının karasal yaşam için gerekli olan biyomoleküllerin kullandığı reaktif fosfor formları ile tedarik edilme şansını sınırladı.
Lauretta, Jüpiter büyüklüğünde bir nesneden yoksun ve karasal gezegenlere doğru mineral bakımından zengin asteroitleri bozabilecek güneş sistemlerinin de yaşamı geliştirmek için sınırlı umutlara sahip olduğunu belirtti.
Pasek bugün (24 Ağustos) Philadelphia'daki 228. Amerikan Kimya Derneği ulusal toplantısında yapılan araştırmadan bahsediyor. Çalışma, NASA programı, Astrobiyoloji: Ekzoloji ve Evrimsel Biyoloji tarafından finanse edilmektedir.
Orijinal Kaynak: UA Haber Bülteni
