• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Forskare upptäcker föreningar som kunde ha hjälpt till att starta liv på jorden

    Fosforatomer i gult, syreatomer inred. Kredit:Britvin et al / Geology, 2020

    Fosfor är ett grundämne som är nödvändigt för livet. Det är grundläggande för alla levande organismer, och är en nyckelkomponent i RNA, DNA, och cellmembran. Fosforföreningar måste ha varit inblandade i uppkomsten av urliv. Viktigare dock, dessa föreningar var vattenlösliga och reaktiva så att de kunde delta i olika kemiska processer. Endast i detta fall kan fosfor vara involverad i fosforylering, som möjliggör syntes av komplexa molekyler. Dock, fosfor i naturen finns bara som fosfatjon i ganska inerta mineraler av fosfatklassen. Därav, fosfatmineraler har sannolikt inte varit en källa för den prebiotiska syntesen av fosforinnehållande föreningar-föregångarna till de första levande organismerna. För vetenskapsmän, det förblir ett mysterium vilka fosforföreningar som bidrog till uppkomsten av byggstenarna i RNA- och DNA-molekyler.

    En grupp forskare från St Petersburg University och Ben-Gurion University of Negev har upptäckt naturliga cyklofosfater – kemiskt aktiva fosforhaltiga föreningar i klipporna i området kring Döda havet. Cyklofosfater används ofta inom industrin, men de har aldrig hittats i naturen tidigare. Hydrolytisk nedbrytning (ringöppning) av cyklofosfater resulterar i frigöring av energi som är tillräcklig för initiering av fosforyleringsreaktioner. Därför, cyklofosfater anses vara en trolig källa till reaktiv prebiotisk fosfor på den primitiva jorden.

    Forskarna föreslår att cyklofosfater kunde ha bildats som produkter av fosfidpyrolitisk oxidation. Naturliga fosfider är syrefria mineraler som innehåller fosfor i ett oxidationstillstånd lägre än noll. Fosfider finns på jorden i områden med betydande geotermisk aktivitet, inklusive Dödahavsområdet, där geologiska processer med hög temperatur ägde rum. Förutom, meteoritisk bombardering av jordens yta anses vara en trolig källa till olika, ännu ostuderade fosfater, eftersom varje kosmisk kropp som kommer in i atmosfären utsätts för allvarlig ablation - processen med förångning och högtemperaturoxidation av meteoritiska ämnen.

    Översikt över studieområdet. Kredit:Britvin et al / Geology, 2020

    "Cyklofosfaternas sällsynthet i den samtida litosfären innebär inte att dessa mineraler inte kunde ha varit mer utbredda på den tidiga jorden; eftersom den geokemiska miljön för miljarder år sedan skilde sig väsentligt från dagens. Med tiden har jordens atmosfär blev mer och mer mättad med syre. Sedan, en syrerik atmosfär frigör fosfor, vilket leder till bildandet av cyklofosfater, "säger Sergey Britvin, ledaren för forskningsprojektet som stöds av Russian Science Foundation, doktor i geologi och mineralogi, professor vid St Petersburgs universitet.

    Det gulgröna aggregatet är cyklofosfat, omgiven av ett komplext fosfataggregat (rödfärgat område). Kredit:Britvin et al / Geology, 2020

    De fosfider och cyklofosfater som upptäckts vid Döda havets stränder kan alltså betraktas som ett modellsystem som reproducerar fosforspeciering under de tidiga stadierna av jordens evolution. Upptäckten av naturliga cyklofosfater öppnar nya dörrar för forskare att förstå och modellera prebiotiska fosforyleringsreaktioner som resulterade i uppkomsten av ursprungligt liv på vår planet.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com