periodická tabulka
autor: Offnfopt, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Fosfor pro pozemský život byl předsyntetizován ve vesmíru?

Množství fosforu rozpuštěného ve vodě je velmi omezené, v řadě prostředí je fosfor vysloveně nedostatkovým prvkem. A protože fosfor současně představuje nezbytný stavební kámen současného života (nejen nukleové kyseliny, ale fosfolipidy v membránách), musel se do organické hmoty nějak v dostatečné koncentraci dostávat už v době prebiotické chemie.
Vědci z University of Hawaii (Manoa) a dalších institucí nyní navrhují, že základem mohly být alkylfosfonové kyseliny, které pozemský život dostal již předsyntetizované z vesmíru. Jedná se o jediné organické sloučeniny fosforu, o nichž je známo, že se vyskytují i v kosmu, byly nalezeny na meteoritu Murchison. Na Zem se mohly tyto sloučeniny dostat především při dopadech komet.
Studie publikovaná Science Advances dokládá, že alkylfosfonové kyseliny a fosfonáty, tedy sloučeniny o vzorcích C−PO(OH)2 a C−PO(OR)2 mohou vznikat i v chladném prostředí kosmického ledu. Stačí k tomu fosfin (PH3), voda a methan, tedy sloučeniny ve vesmíru se vystavující běžně. V laboratoři se nyní za podmínek, které mají odpovídat chladným mezihvězdným mračnům, tyto látky reagovaly za vzniku alkylfosfonových kyselin. Možná v těchto prostředích mohly vznikat i složitější organické sloučeniny fosforu a vznikající život je využil v už předsyntetizované podobě, rozpuštěné v mořské vodě.

Origin of alkylphosphonic acids in the interstellar medium
Science Advances 07 Aug 2019: Vol. 5, no. 8, eaaw4307 DOI: 10.1126/sciadv.aaw4307
Zdroj: University of Hawaiʻi at Mānoa

Poznámky PH:
Fosforu jako takového je na Zemi dost, většina ale v podobě málo rozpustného fosforečnanu vápenatého, v mořské vodě je koncentrace fosforu velmi nízká. Pokud ho organismy rychle do sebe nedokáží zabudovat, sráží se právě jako fosforečnan vápenatý a klesá ke dnu. Dokonce existuje i teorie, že nukleové kyseliny mohly původně sloužit jako skladiště pro fosfor, uchovávaly ho v organické hmotě pro další potřebu. Některé bakterie žijící v prostředí bez fosforu se „živí“ cizí DNA, ba dokonce i tráví kopie vlastní genetické informace (a naopak ponechávají fosfor tam, kde příslušné komponenty přímo fungují v rámci chemických reakcí, třeba v ribozomech).
Teorie o předsyntetizování řady organických látek na kometách jsou populární a celkem i věrohodné. Nebyl ale pro život dostatek rozpuštěných fosforečnanů u podmořských vývěrů? Nakonec v nukleových kyselinách, v ATP, při metabolismu glukózy přes její fosfáty i ve fosfolipidech jde o estery – na uhlík je fosfor vázán přes atom kyslíku, alkylfosfonové kyseliny s vazbou C-P (organofosforečné sloučeniny v pravém slova smyslu) tedy život cca nepotřebuje?
V prostředí bez kyslíku ovšem chemie fosforu fungovala na Zemi asi jinak, většina fosforu rozpuštěného ve vodě mohla být v oxidačním čísle ne V, ale III, s odlišnou rozpustností.

Viz také starší tisková zpráva AV ČR (z roku 2009)
Jak se mořské mikroorganismy vyrovnávají s nedostatkem životně důležitých látek

Oceány nás stále fascinují svým bohatstvím a rozmanitostí života. Základem mořských potravních sítí jsou jednobuněčné řasy a sinice zvané fytoplankton, které vytvářejí potravu pro všechny ostatní organismy. Co ale určuje růst mořského fytoplanktonu, není zcela jasné. Mořští biologové jsou v této otázce rozděleni na dva hlavní tábory. Jedna skupina považuje za hlavní živinu určující množství života v oceánech vázaný dusík, druhá skupina předpokládá, že hlavním limitujícím prvkem v oceánu je fosfor.

Studie uveřejněná ve čtvrtek 5. března 2009 v časopise Nature přináší do této problematiky zcela nový pohled. Mezinárodní vědecký tým složený z amerických, francouzských a českých vědců se zaměřil na dvě oblasti světového oceánu velmi chudé na živiny; Sargasové moře a oblast jižního Pacifiku mezi Velikonočním ostrovem a pobřežím Chile. K velkému překvapení vědců se ukázalo, že mikroorganismy odebrané v těchto dvou oblastech vykazují zcela odlišné lipidové složení. Zatímco vzorky z jižního Tichomoří obsahovaly poměrně běžné formy fosfolipidů, fytoplankton odebraný v Sargasovém moři vykazoval značné množství neobvyklých forem lipidů neobsahujících fosfor. Organismy žijící v Sargasovém moři se tvorbou těchto náhražkových lipidů zřejmě vypořádávají s velmi omezeným přísunem fosforu, který potřebují především pro syntézu DNA.

Podle Michala Koblížka z Mikrobiologického ústavu AV ČR, v. v . i., v Třeboni získané výsledky jasně dokazují, že jsou různé oblasti světového oceánu limitovány odlišnými živinami. V jižním Tichomoří je rozvoj fytoplanktonu omezen přísunem vázaného dusíku, kdežto v Sargasovém moři je nedostatek fosforu. Vytváření náhražkových „bezfosforových“ forem lipidů navíc představuje zajímavý příklad evoluční adaptace, kterou se mořské organismy přizpůsobily velmi obtížným podmínkám volného oceánu.

Zdroj: NASA/Wikipedia, licence obrázku public domain

Všechna pohoří si jsou podobná – matematicky

Prý nezávisí na absolutní výšce hor, na jejich stáří ani na tom, zda jsou tektonického …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close