Fosfor är ett kemiskt element som spelar en avgörande roll i biologiska system. Det är det näst vanligaste mineralet i människokroppen, efter kalcium, och är nödvändigt för bildningen av ben, tänder och cellmembran. Fosfor är också involverat i energimetabolism, muskelsammandragning och nervöverföring.
Förutom sin roll för människors hälsa är fosfor också avgörande för växternas tillväxt. Det är en komponent i klorofyll, det gröna pigment som växter använder för att fotosyntetisera, och är också involverat i bildandet av cellväggar och transporten av näringsämnen.
Fosfor och livets ursprung
Teorier finns i överflöd om hur de organiska molekyler som var nödvändiga för liv bildades från oorganiska prekursorer under den tidiga jordens förhållanden. En av de ledande teorierna tyder på att fosfor kan ha spelat en roll i denna process, särskilt i bildandet av de första cellmembranen.
Cellmembran är väsentliga för alla levande celler, eftersom de separerar cellen från dess omgivning och reglerar transporten av näringsämnen och avfallsprodukter. Fosfor är en nyckelkomponent i fosfolipider, som är huvudmolekylerna som utgör cellmembranen.
Det har föreslagits att de första cellmembranen kan ha bildats genom den spontana sammansättningen av fosfolipider i vatten. Denna process tros ha varit mer sannolikt att inträffa i miljöer som var rika på fosfatjoner, såsom de grunda haven och hydrotermiska öppningar som tros ha funnits på den tidiga jorden.
Fosfor och utvecklingen av komplext liv
När de första cellerna väl hade bildats skulle de ha börjat utvecklas och diversifieras. Fosfor tros ha spelat en nyckelroll i denna process genom att tillhandahålla den energi som krävs för cellulära processer som replikering och tillväxt.
Fosfor är också viktigt för bildandet av ATP, den molekyl som celler använder för att lagra och frigöra energi. ATP används av celler för en mängd olika ändamål, inklusive syntes av proteiner, transport av näringsämnen och sammandragning av muskler.
Tillgången på fosfor i miljön kan ha varit en begränsande faktor för utvecklingen av komplexa livsformer. Detta beror på att fosfor är relativt sällsynt i jordskorpan, och dess koncentration i havsvatten är också relativt låg. Som ett resultat skulle organismer som effektivt kunde förvärva och utnyttja fosfor ha haft en konkurrensfördel jämfört med de som inte hade det.
Fosfor och blå himmel
Utvecklingen av komplexa livsformer, såsom växter och djur, hade en djupgående inverkan på jordens atmosfär. Växter frigör syre genom fotosyntes, och detta syre byggs så småningom upp för att förändra atmosfärens sammansättning.
Före utvecklingen av växter var jordens atmosfär sannolikt mestadels sammansatt av koldioxid, metan och ammoniak. När växter utvecklades och började frigöra syre, minskade koncentrationen av koldioxid i atmosfären, och koncentrationen av syre ökade.
Ökningen av syre i atmosfären hade en rad effekter, bland annat bildandet av ozonskiktet. Ozonskiktet är ett område i atmosfären som absorberar ultraviolett strålning från solen, och det är viktigt för att skydda livet på jorden från strålningens skadliga effekter.
Bildandet av ozonskiktet tros ha varit ett nyckelsteg i utvecklingen av komplexa livsformer. Det gjorde det möjligt för organismer att flytta ut ur haven och in i den terrestra miljön, och det gav också skydd mot de skadliga effekterna av ultraviolett strålning.
Slutsats
Fosfor är ett viktigt näringsämne för livet, och det spelade en avgörande roll i uppkomsten och utvecklingen av komplexa livsformer. Utan fosfor är det osannolikt att livet skulle ha utvecklats bortom de enklaste formerna.
