Kredit gambar: Universiti Arizona
Para saintis University of Arizona telah menemui bahawa meteorit, terutama meteorit besi, mungkin sangat penting untuk evolusi kehidupan di Bumi.
Penyelidikan mereka menunjukkan bahawa meteorit dengan mudah dapat menyediakan lebih banyak fosfor daripada yang berlaku secara semula jadi di Bumi - fosfor yang cukup untuk menimbulkan biomolekul yang akhirnya berkumpul menjadi organisma hidup, mereplikasi.
Fosforus adalah pusat kehidupan. Ini membentuk tulang belakang DNA dan RNA kerana menghubungkan asas genetik molekul ini menjadi rantai panjang. Sangat penting untuk metabolisme kerana dikaitkan dengan bahan bakar asas kehidupan, adenosin trifosfat (ATP), tenaga yang mendorong pertumbuhan dan pergerakan. Dan fosforus adalah sebahagian daripada seni bina hidup? ia ada di fosfolipid yang membentuk dinding sel dan tulang vertebrata.
"Dari segi jisim, fosfor adalah unsur biologi kelima terpenting, setelah karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen," kata Matthew A. Pasek, calon doktor di jabatan sains planet UA dan Makmal Lunar dan Planet.
Tetapi di mana kehidupan darat mendapat fosfornya menjadi misteri, tambahnya.
Fosfor lebih jarang di alam daripada hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen.
Pasek mengutip kajian terbaru yang menunjukkan terdapat kira-kira satu atom fosfor untuk setiap 2.8 juta atom hidrogen di kosmos, setiap 49 juta atom hidrogen di lautan, dan setiap 203 atom hidrogen dalam bakteria. Begitu juga, terdapat satu atom fosforus untuk setiap 1.400 atom oksigen di kosmos, setiap 25 juta atom oksigen di lautan, dan 72 atom oksigen dalam bakteria. Nombor atom karbon dan atom nitrogen, masing-masing, bagi setiap atom fosfor adalah 680 dan 230 di kosmos, 974 dan 633 di lautan, dan 116 dan 15 pada bakteria.
"Kerana fosfor lebih jarang terjadi di lingkungan daripada kehidupan, memahami tingkah laku fosfor di Bumi awal memberi petunjuk kepada orgin kehidupan," kata Pasek.
Bentuk unsur terestrial yang paling biasa adalah mineral yang disebut apatite. Apabila dicampurkan dengan air, apatite hanya mengeluarkan sejumlah kecil fosfat. Para saintis telah mencuba memanaskan apatite ke suhu tinggi, menggabungkannya dengan pelbagai sebatian pelik super bertenaga, bahkan bereksperimen dengan sebatian fosforus yang tidak diketahui di Bumi. Penyelidikan ini belum menjelaskan dari mana asalnya fosfor kehidupan, kata Pasek.
Pasek mula bekerjasama dengan Dante Lauretta, penolong profesor sains planet, dengan idea bahawa meteorit adalah sumber fosfor Bumi. Karya ini diilhamkan oleh eksperimen awal Lauretta yang menunjukkan bahawa fosfor menjadi pekat pada permukaan logam yang berkarat pada sistem suria awal.
"Mekanisme semula jadi kepekatan fosforus dengan adanya pemangkin organik yang diketahui (seperti logam berasaskan besi) membuat saya berfikir bahawa kakisan berair mineral meteoritik boleh menyebabkan pembentukan biomolekul yang mengandungi fosforus penting," kata Lauretta.
"Meteorit mempunyai beberapa mineral yang berbeza yang mengandungi fosfor," kata Pasek. "Yang paling penting, yang telah kami bekerjasama baru-baru ini, adalah fosfat besi-nikel, yang dikenal sebagai schreibersite."
Schreibersite adalah sebatian logam yang sangat jarang berlaku di Bumi. Tetapi terdapat di meteorit, terutama meteorit besi, yang dibumbui dengan biji-bijian schreibersite atau dihiris dengan urat schreibersite berwarna merah jambu.
April lalu, Pasek, sarjana UA Virginia Smith, dan Lauretta mencampurkan schriebersite dengan suhu bilik, air segar dan terionisasi. Mereka kemudian menganalisis campuran cecair menggunakan NMR, resonans magnetik nuklear.
"Kami melihat sebilangan besar sebatian fosforus terbentuk," kata Pasek. "Salah satu yang paling menarik yang kami dapati ialah P2-O7 (dua atom phorphorus dengan tujuh atom oksigen), salah satu bentuk fosfat yang lebih berguna secara biokimia, serupa dengan yang terdapat di ATP."
Eksperimen sebelumnya telah membentuk P2-07, tetapi pada suhu tinggi atau dalam keadaan ekstrem lain, bukan hanya dengan melarutkan mineral dalam air suhu bilik, kata Pasek.
"Ini memungkinkan kita untuk sedikit mengekang asal usul kehidupan," katanya. "Jika anda akan hidup berdasarkan fosfat, kemungkinan terjadi di dekat kawasan air tawar di mana meteorit baru-baru ini jatuh. Kita boleh pergi sejauh ini, mungkin, seperti yang dikatakan itu adalah meteorit besi. Meteorit besi mempunyai kira-kira 10 hingga 100 kali lebih banyak schreibersite daripada meteorit lain.
"Saya fikir meteorit sangat penting untuk evolusi kehidupan kerana beberapa mineral, terutama sebatian P2-07, yang digunakan dalam ATP, dalam fotosintesis, dalam membentuk ikatan fosfat baru dengan organik (sebatian yang mengandungi karbon), dan dalam pelbagai proses biokimia lain, ”kata Pasek.
"Saya rasa salah satu aspek yang paling menarik dalam penemuan ini adalah kenyataan bahawa meteorit besi terbentuk melalui proses pembezaan planetesimal," kata Lauretta. Maksudnya, blok bangunan planet, yang disebut planestesmals, membentuk teras logam dan mantel silikat. Meteorit besi mewakili teras logam, dan jenis meteorit lain, yang disebut achondrites, mewakili mantel.
"Tidak ada yang menyadari bahwa tahap kritis dalam evolusi planet dapat digabungkan dengan asal kehidupan," tambahnya. "Hasil ini membatasi di mana, di tata surya kita dan yang lain, kehidupan dapat berasal. Ia memerlukan tali pinggang asteroid di mana planetesimals boleh tumbuh hingga ukuran kritikal? diameter sekitar 500 kilometer? dan mekanisme untuk mengganggu badan-badan ini dan menyerahkannya ke sistem suria dalaman. "
Musytari mendorong penghantaran planet ke permukaan suria dalaman kita, kata Lauretta, dengan demikian membatasi kemungkinan bahawa planet dan bulan sistem suria luar akan dibekalkan dengan bentuk fosfor reaktif yang digunakan oleh biomolekul yang penting untuk kehidupan terestrial.
Sistem suria yang kekurangan objek berukuran Jupiter yang dapat mengganggu asteroid kaya mineral ke arah planet terestrial juga memiliki prospek redup untuk mengembangkan kehidupan, tambah Lauretta.
Pasek sedang membincangkan kajian itu hari ini (24 Ogos) pada mesyuarat nasional Persatuan Kimia Amerika ke-228 di Philadelphia. Karya ini dibiayai oleh program NASA, Astrobiology: Exobiology and Evolutionary Biology.
Sumber Asal: Siaran Berita UA
