Tín dụng hình ảnh: Đại học Arizona
Các nhà khoa học của Đại học Arizona đã phát hiện ra rằng các thiên thạch, đặc biệt là thiên thạch sắt, có thể rất quan trọng đối với sự tiến hóa của sự sống trên Trái đất.
Nghiên cứu của họ cho thấy các thiên thạch dễ dàng có thể cung cấp nhiều phốt pho hơn so với tự nhiên trên Trái đất - lượng phốt pho đủ để tạo ra các phân tử sinh học cuối cùng được tập hợp thành các sinh vật sống, tái tạo.
Phốt pho là trung tâm của sự sống. Nó tạo thành xương sống của DNA và RNA vì nó kết nối các phân tử này dựa trên cơ sở di truyền. Nó rất quan trọng đối với quá trình trao đổi chất vì nó được liên kết với nhiên liệu cơ bản của cuộc sống, adenosine triphosphate (ATP), năng lượng giúp tăng trưởng và chuyển động. Và phốt pho là một phần của kiến trúc sống? nó nằm trong phospholipid tạo nên thành tế bào và trong xương của động vật có xương sống.
Về mặt khối lượng, phốt pho là nguyên tố sinh học quan trọng thứ năm, sau carbon, hydro, oxy và nitơ, Matthew nói, một ứng cử viên tiến sĩ trong khoa khoa học hành tinh UA, và Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh.
Nhưng nơi mà sự sống trên cạn có phốt pho là một bí ẩn, ông nói thêm.
Phốt pho hiếm hơn trong tự nhiên so với hydro, oxy, carbon và nitơ.
Pasek trích dẫn các nghiên cứu gần đây cho thấy có khoảng một nguyên tử phốt pho cho mỗi 2,8 triệu nguyên tử hydro trong vũ trụ, cứ 49 triệu nguyên tử hydro trong đại dương và cứ 203 nguyên tử hydro trong vi khuẩn. Tương tự, có một nguyên tử phốt pho duy nhất cho mỗi 1.400 nguyên tử oxy trong vũ trụ, cứ 25 triệu nguyên tử oxy trong đại dương và 72 nguyên tử oxy trong vi khuẩn. Các con số cho các nguyên tử carbon và nguyên tử nitơ, tương ứng, trên mỗi nguyên tử phốt pho là 680 và 230 trong vũ trụ, 974 và 633 trong các đại dương, và 116 và 15 ở vi khuẩn.
Càng vì phốt pho hiếm hơn trong môi trường so với trong cuộc sống, việc hiểu hành vi của phốt pho trên Trái đất ban đầu mang lại manh mối cho sự sống của orb, hay Pasek nói.
Dạng mặt đất phổ biến nhất của nguyên tố này là một khoáng chất gọi là apatit. Khi trộn với nước, apatit chỉ giải phóng một lượng rất nhỏ phốt phát. Các nhà khoa học đã thử nung nóng apatit đến nhiệt độ cao, kết hợp nó với nhiều hợp chất siêu năng lượng kỳ lạ khác nhau, thậm chí thử nghiệm các hợp chất phốt pho chưa biết trên Trái đất. Nghiên cứu này đã giải thích về sự sống của phốt pho đến từ đâu, Pasek lưu ý.
Pasek bắt đầu làm việc với Dante Lauretta, trợ lý giáo sư khoa học hành tinh của UA, với ý tưởng rằng thiên thạch là nguồn gốc của phốt pho sống Trái đất. Công trình được lấy cảm hứng từ các thí nghiệm trước đó của Lauretta cho thấy phốt pho trở nên tập trung tại các bề mặt kim loại bị ăn mòn trong hệ mặt trời sơ khai.
Cơ chế tự nhiên của nồng độ phốt pho với sự có mặt của chất xúc tác hữu cơ đã biết (như kim loại gốc sắt) khiến tôi nghĩ rằng sự ăn mòn của các khoáng chất thiên thạch có thể dẫn đến sự hình thành các phân tử sinh học có chứa phốt pho quan trọng.
Thiên thạch có tên là có một số khoáng chất khác nhau có chứa phốt pho Một thứ quan trọng nhất, mà chúng tôi đã làm việc gần đây nhất, đó là photpho sắt-niken, được gọi là schreibersite.
Schreibersite là một hợp chất kim loại cực kỳ hiếm trên Trái đất. Nhưng nó có mặt khắp nơi trong các thiên thạch, đặc biệt là các thiên thạch sắt, được tiêu bằng các hạt schreibersite hoặc được xiên với các vân schreibersite màu hồng.
Tháng 4 năm ngoái, Pasek, đại học UA Virginia Smith và Lauretta đã trộn lẫn schriebersite với nước ở nhiệt độ phòng, trong lành, khử ion. Sau đó, họ đã phân tích hỗn hợp chất lỏng bằng cách sử dụng cộng hưởng từ hạt nhân.
Chúng tôi đã thấy một loạt các hợp chất phốt pho khác nhau được hình thành, leo Pasek nói. Một trong những chất thú vị nhất mà chúng tôi tìm thấy là P2-O7 (hai nguyên tử biến hình với bảy nguyên tử oxy), một trong những dạng phốt phát hữu ích hơn về mặt sinh học, tương tự như những gì mà F tìm thấy trong ATP.
Các thí nghiệm trước đây đã hình thành P2-07, nhưng ở nhiệt độ cao hoặc trong các điều kiện khắc nghiệt khác, không chỉ đơn giản là hòa tan một khoáng chất trong nước ở nhiệt độ phòng, Pasek nói.
Điều này cho phép chúng ta hạn chế phần nào nguồn gốc của sự sống có thể xảy ra, ông nói. Nếu bạn sắp có một cuộc sống dựa trên phốt phát, có khả năng nó đã phải xảy ra gần một vùng nước ngọt nơi một thiên thạch gần đây đã rơi xuống. Chúng ta có thể đi rất xa, có thể, như đã nói đó là một thiên thạch sắt. Các thiên thạch sắt có lượng schreibersite gấp khoảng 10 đến 100 lần so với các thiên thạch khác.
Tôi nghĩ rằng thiên thạch rất quan trọng cho sự tiến hóa của sự sống vì một số khoáng chất, đặc biệt là hợp chất P2-07, được sử dụng trong ATP, trong quang hợp, trong việc hình thành liên kết phốt phát mới với các chất hữu cơ (hợp chất chứa carbon) và trong Một loạt các quá trình sinh hóa khác, trực tiếp cho biết.
Tôi nghĩ rằng một trong những khía cạnh thú vị nhất của khám phá này là thực tế là các thiên thạch sắt hình thành do quá trình phân biệt hành tinh, theo Laur Lauretta. Đó là, các khối xây dựng của các hành tinh, được gọi là các hành tinh, tạo thành cả lõi kim loại và lớp phủ silicat. Thiên thạch sắt đại diện cho lõi kim loại và các loại thiên thạch khác, được gọi là achondrites, đại diện cho lớp phủ.
Không ai từng nhận ra rằng một giai đoạn quan trọng như vậy trong quá trình tiến hóa hành tinh có thể được kết hợp với nguồn gốc của sự sống, ông nói thêm. Kết quả này hạn chế ở chỗ, trong hệ mặt trời của chúng ta và những người khác, sự sống có thể bắt nguồn. Nó đòi hỏi một vành đai tiểu hành tinh nơi các hành tinh có thể phát triển đến một kích thước quan trọng? đường kính khoảng 500 km? và một cơ chế để phá vỡ các cơ thể này và đưa chúng vào hệ mặt trời bên trong.
Sao Mộc thúc đẩy việc đưa các hành tinh vào hệ mặt trời bên trong của chúng ta, Lauretta nói, do đó hạn chế khả năng các hành tinh và mặt trăng của hệ mặt trời bên ngoài sẽ được cung cấp các dạng phốt pho phản ứng được sử dụng bởi các phân tử sinh học cần thiết cho sự sống trên mặt đất.
Các hệ mặt trời thiếu một vật thể có kích thước sao Mộc có thể gây nhiễu các tiểu hành tinh giàu khoáng chất hướng vào các hành tinh trên mặt đất cũng có triển vọng mờ nhạt để phát triển sự sống, Lauretta nói thêm.
Pasek đang nói về nghiên cứu ngày hôm nay (24/8) tại cuộc họp quốc gia của Hiệp hội Hóa học Mỹ lần thứ 228 ở Philadelphia. Công trình được tài trợ bởi chương trình NASA, Astrobiology: Exobiology và Evolutionary Biology.
Nguồn gốc: Bản tin UA
