Udløste fosfor kompleks evolution - og blå himmel?

Fosfor er et kemisk grundstof, der spiller en afgørende rolle i biologiske systemer. Det er det næstmest udbredte mineral i den menneskelige krop, efter calcium, og er afgørende for dannelsen af ​​knogler, tænder og cellemembraner. Fosfor er også involveret i energimetabolisme, muskelsammentrækning og nervetransmission.

Foruden sin rolle i menneskers sundhed er fosfor også afgørende for plantevækst. Det er en komponent i klorofyl, det grønne pigment, som planter bruger til at fotosyntetisere, og er også involveret i dannelsen af ​​cellevægge og transporten af ​​næringsstoffer.

Fosfor og livets oprindelse

Teorier florerer om, hvordan de organiske molekyler, der er nødvendige for liv, dannet af uorganiske forstadier under betingelserne på den tidlige Jord. En af de førende teorier antyder, at fosfor kan have spillet en rolle i denne proces, især i dannelsen af ​​de første cellemembraner.

Cellemembraner er essentielle for alle levende celler, da de adskiller cellen fra dens omgivelser og regulerer transporten af ​​næringsstoffer og affaldsstoffer. Fosfor er en nøglekomponent i fosfolipider, som er de vigtigste molekyler, der udgør cellemembraner.

Det er blevet foreslået, at de første cellemembraner kan være dannet gennem den spontane samling af fosfolipider i vand. Denne proces menes at have været mere tilbøjelig til at forekomme i miljøer, der var rige på fosfationer, såsom det lavvandede hav og hydrotermiske åbninger, der menes at have eksisteret på den tidlige Jord.

Fosfor og udviklingen af ​​komplekst liv

Når først de første celler var dannet, ville de være begyndt at udvikle sig og diversificere. Fosfor menes at have spillet en nøglerolle i denne proces ved at give den nødvendige energi til cellulære processer såsom replikation og vækst.

Fosfor er også afgørende for dannelsen af ​​ATP, det molekyle, som celler bruger til at lagre og frigive energi. ATP bruges af celler til en række formål, herunder syntese af proteiner, transport af næringsstoffer og sammentrækning af muskler.

Tilgængeligheden af ​​fosfor i miljøet kan have været en begrænsende faktor for udviklingen af ​​komplekse livsformer. Det skyldes, at fosfor er relativt sjældent i jordskorpen, og dets koncentration i havvand er også relativt lav. Som et resultat ville organismer, der var i stand til effektivt at erhverve og udnytte fosfor, have haft en konkurrencefordel i forhold til dem, der ikke var.

Fosfor og blå himmel

Udviklingen af ​​komplekse livsformer, såsom planter og dyr, havde en dyb indvirkning på Jordens atmosfære. Planter frigiver ilt gennem fotosyntese, og denne ilt opbygges til sidst for at ændre atmosfærens sammensætning.

Før planternes udvikling var Jordens atmosfære sandsynligvis mest sammensat af kuldioxid, metan og ammoniak. Efterhånden som planter udviklede sig og begyndte at frigive ilt, faldt koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfæren, og koncentrationen af ​​ilt steg.

Stigningen af ​​ilt i atmosfæren havde en række effekter, herunder dannelsen af ​​ozonlaget. Ozonlaget er et område af atmosfæren, der absorberer ultraviolet stråling fra solen, og det er afgørende for at beskytte livet på Jorden mod de skadelige virkninger af stråling.

Dannelsen af ​​ozonlaget menes at have været et nøgletrin i udviklingen af ​​komplekse livsformer. Det tillod organismer at bevæge sig ud af havene og ind i det terrestriske miljø, og det gav også beskyttelse mod de skadelige virkninger af ultraviolet stråling.

Konklusion

Fosfor er et vigtigt næringsstof for livet, og det spillede en afgørende rolle i opståen og udviklingen af ​​komplekse livsformer. Uden fosfor er det usandsynligt, at livet ville have udviklet sig ud over de simpleste former.