Forskere opdager forbindelser, der kunne have været med til at starte liv på Jorden

Fosfor er et element, der er afgørende for livet. Det er grundlæggende for alle levende organismer, og er en nøglekomponent i RNA, DNA, og cellemembraner. Fosforforbindelser må have været involveret i fremkomsten af ​​det oprindelige liv. Vigtigt dog, disse forbindelser var vandopløselige og reaktive, så de kunne deltage i forskellige kemiske processer. Kun i dette tilfælde kan fosfor være involveret i phosphorylering, som muliggør syntese af komplekse molekyler. Imidlertid, fosfor i naturen findes kun som en fosfation i ret inerte mineraler af fosfatklassen. Derfor, fosfatmineraler har næppe været en kilde til den præbiotiske syntese af fosforholdige forbindelser - forløberne for de første levende organismer. For videnskabsmænd, det er fortsat et mysterium, hvilke fosforforbindelser der bidrog til fremkomsten af ​​byggestenene i RNA- og DNA-molekyler.

En gruppe forskere fra St Petersburg University og Ben-Gurion University of the Negev har opdaget naturlige cyclophosphater - kemisk aktive fosforholdige forbindelser i klipperne i Dødehavsområdet. Cyclofosfater er meget udbredt i industrien, men de er aldrig før fundet i naturen. Hydrolytisk nedbrydning (ringåbning) af cyclophosphater resulterer i frigivelse af energi, der er tilstrækkelig til initiering af phosphoryleringsreaktioner. Derfor, cyclophosphater betragtes som en sandsynlig kilde til reaktivt præbiotisk fosfor på den primitive jord.

Forskerne foreslår, at cyclophosphater kunne være blevet dannet som produkter af phosphidpyrolitoxidation. Naturlige fosfider er iltfrie mineraler, der indeholder fosfor i en oxidationstilstand lavere end nul. Fosfider findes på Jorden i områder med betydelig geotermisk aktivitet, herunder Dødehavsregionen, hvor højtemperaturgeologiske processer fandt sted. Udover, meteoritisk bombardement af jordens overflade betragtes som en sandsynlig kilde til forskellige, endnu ustuderede fosfater, fordi ethvert kosmisk legeme, der kommer ind i atmosfæren, udsættes for alvorlig ablation - processen med fordampning og højtemperaturoxidation af meteoritiske stoffer.

"Sældenheden af ​​cyclophosphater i den nutidige lithosfære betyder ikke, at disse mineraler ikke kunne have været mere udbredte på den tidlige Jord; fordi det geokemiske miljø for milliarder af år siden adskilte sig væsentligt fra det i dag. Over tid, Jordens atmosfære blev mere og mere mættet med ilt. Derefter, en iltrig atmosfære frigiver fosfor, hvilket fører til dannelsen af ​​cyclophosphater, " siger Sergey Britvin, lederen af ​​forskningsprojektet støttet af Russian Science Foundation, doktor i geologi og mineralogi, professor ved Sankt Petersborg Universitet.

De phosphider og cyclophosphater, der er opdaget ved Det Døde Havs kyster, kan således betragtes som et modelsystem, der reproducerer fosforspeciering i de tidlige stadier af Jordens udvikling. Opdagelsen af ​​naturlige cyclophosphater åbner nye døre for forskere til at forstå og modellere præbiotiske fosforyleringsreaktioner, der resulterede i fremkomsten af ​​urliv på vores planet.