Nøgle fosforbaseret molekyle for liv på Jorden kan være kommet fra rummet

Svaret på "Hvordan inkorporerede de første organismer på Jorden det kritiske element fosfor?" har været et dilemma for forskere, men, Fysiske kemikere ved University of Hawaiʻi i Manoa mener, at en meteorisk besøgende kunne være det kritiske led. Fosfor er et nøgleelement for de molekyler, der udgør alle levende organismer og hjælper med at danne rygraden i DNA-molekyler, cellemembraner (phospholipider), selv knogler og tænder. Imidlertid, det meste fosfor på Jorden er bundet i en tilstand, der ikke tillader let frigivelse eller adgang. Moderne organismer har udviklet sig til at udtrække de begrænsede tilførsler af fosfor i vand.

UH Manoa fysiske kemikere i samarbejde med kolleger fra Frankrig og Taiwan har foreslået, at alkylphosphonsyrer, som er de eneste kendte fosforholdige organiske forbindelser af udenjordisk oprindelse og blev leveret til Jorden på Murchison-meteoritten, kunne have været den tidlige kilde til opløseligt organisk fosfor til rådighed for Jordens første organismer.

Udenjordisk is og rumaffald

Ved at bruge sofistikerede laserbaserede detektionsteknikker, der er tilgængelige på UH's W.M. Keck Laboratory i Astrochemistry for at identificere nydannede molekyler. Forskerne opdagede, at alkylphosphonsyre kan produceres i kold udenjordisk is, der i sidste ende kan blive inkorporeret i rumaffald såsom meteoritter og kometer, der falder til eller rammer Jorden. Den vej for alkylphosphonsyren blev derefter tilgængelig for det første liv på Jorden. Dette er en nøgleopdagelse, da den forbinder den præbiotiske oprindelse af grundstoffet fosfor tilbage milliarder af år til is i det dybe rum. "Det giver også en kritisk komponent til at forstå livets oprindelse, " samarbejdspartner Cornelia Meinert (University of Nice, Frankrig).

Forskningen er beskrevet i "Origin of alkyl phosphon acids in the interstellar medium" af tidligere UH Mānoa-kandidatstuderende Andrew M. Turner og Matthew Abplanalp og postdoc-stipendiater Alexandre Bergantini, Robert Frigge og Cheng Zhu, og UH Manoa kemi professor Ralf I. Kaiser, i den 7. august spørgsmål af Videnskabens fremskridt .

Forskernes arbejde undersøger, hvordan alkylphosphonsyrer dannes i iskolde rummiljøer i dybt rum. De skabte ekstraterrestrisk modelis ved hjælp af fosphin, vand og metan - alle molekyler, der er blevet opdaget i det dybe rum - og udsat isen for forhold, der kopierer temperaturerne og energieksponeringerne i kolde molekylære skyer.

Lang tid siden, meteoritter og andet rummateriale såsom kometnedslag ville have bragt disse alkylphosphonsyrer til Jorden, gør dem tilgængelige under fremkomsten af ​​liv på protojorden. Måske var disse forbindelser et mellemtrin mod mere komplekse biologisk-relevante molekyler, der blev skabt i fravær af liv.

"De nuværende eksperimenter fremmer kritisk vores forståelse af, hvordan de eneste organophosphormolekyler, der er fundet i meteoritter så langt, kan dannes i det dybe rum, hvilket begrænser den molekylære kompleksitet af alkylphosphonsyrer syntetiseret i lavtemperatur udenjordisk is, " sagde Turner.

Kaiser tilføjede, "Identifikationen af ​​alkylphosphonsyrer i denne undersøgelse tyder på, at endnu mere komplekse fosforholdige biorelevante molekyler, der er knyttet til livets oprindelse, kan dannes i interstellare is."