مکانی که حیات زمینی فسفرش را بدست آورد همواره به عنوان یک راز باقی مانده است. دانشمندان دانشگاه آریزونا کشف کرده اند که شهاب سنگ ها، به ویژه آنهایی که از جنس آهن هستند، احتمالا نقطه ی عطف تکامل حیات بر روی زمین بوده اند.
تصوری هنری از برخورد شهاب سنگی به زمین جوان. آیا شهاب سنگها فسفر را به زمین آورده اند؟
تحقیقات جدید دانشمندان نشان می دهد که شهاب سنگ ها به راحتی فسفری را که تشکیل آن بر روی زمین بسیار زمانبر است را میتوانند فراهم کنند- فسفر کافی برای افزایش مولکول های زیستی که نهایتا منجر به تشکیل حیات و موجودات زنده می شود – زیرا فسفر در محیط طبیعی بسیار کمیاب تر از بدن موجودات زنده است و فهم رفتار فسفر بر روی زمین ِ نخستین، سرنخ هایی درباره خواستگاه اولیه حیات را به ما میدهد.
فسفر مرکز حیات است و ستون فقرات DNA و RNA به حساب می آید زیرا این مولکول ها مبنای ژنتیکی را در طول زنجیره های طولانی به هم وصل می کنند. فسفر برای متابولیسم زندگی ضروری است زیرا با سوخت و ساز بنیادین حیات در ارتباط است، آدنوزین تری فسفات(ATP) انرژی ای است که نیروی رشد و حرکت را فراهم می آورد. در واقع فسفر بخشی از معماری حیات است زیرا درون فسفولیپیدها(phospholipid) که دیواره سلول ها و استخوان های مهرداران را تشکیل می دهند نیز یافت می شود.
متیو.ا.پاسک محققی از دانشگاه آریزونا می گوید:« از لحاظ جرم، فسفر پنجمین عنصر بیولوژیکی مهم، پس از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن است. در واقع جایی که حیات فسفر را به دست آورد همچنان مانند یک راز است.» فسفر در طبیعت از هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن بسیار کمیاب تر است. “پاسک” به نقل از مطالعات اخیر نشان می دهد که بطور تقریبی به ازای هر ۲٫۸ میلیون اتم هیدروژن در جهان هستی، هر ۴۹ میلیون اتم هیدروژن در اقیانوس ها و هر ۲۰۳ اتم هیدروژن در باکتری ها، یک اتم فسفر وجود دارد. متشابها، برای هر ۱۴۰۰ اتم اکسیژن در جهان، هر ۲۵ میلیون اتم اکسیژن در اقیانوس ها و هر ۷۲ اتم اکسیژن در باکتری ها وجود دارد. این تعداد برای اتم ها کربن و نیتروژن، به ترتیب، به ازای هر اتم فسفر منفرد ۶۸۰ و ۲۳۰ در جهان، ۹۷۴ و ۶۳۳ در اقیانوس ها و ۱۱۶ و ۱۵ در باکتری ها است.
یکی از شایع ترین عناصر زمینی، ماده ی معدنی آپاتیت است. زمانی که آپاتیت با آب ترکیب می شود مقدار بسیار کمی فسفر تولید می کند. “پاسک” اشاره میکند دانشمندان تلاش کردند که آپاتیت را در دماهای بالا با ترکیبات مختلف عجیب و دارای انرژی های بالا ترکیب کنند، آنها حتی تلاش کردند که آن را با فسفر ناشناخته بر روی زمین نیز ترکیب کنند. این تحقیقات هیچ توضیحی برای منشا فسفر موجود نیافته است.
“پاسک” به همراه “دانته لورتا” استادیار علوم سیاره ای دانشگاه آریزونا شروع به کار بر روی این ایده نمودند که شهاب سنگ ها بعنوان منبع فسفر حیات بخش زمین عمل کرده اند. این کار از آزمایشات پیشین” لورتا” الهام گرفته و نشان می دهد فسفر در اوایل تشکیل منظومه شمسی بر روی سطوح فلزی شکل گرفته است. “لورتا” می گوید:« این مکانیسم طبیعی غلظت فسفر در حضور یک کاتالیزور آلی شناخته شده(مثل آهن بر مبانی فلزی) باعث شد تا من به این بیاندیشم که زنگ زدگی در آبِ مواد معدنی شهاب سنگ می تواند به شکل گیری زاد و ولد مولکول های زیستی دارای فسفر، منجر شده باشد.» پاسک میگوید: « شهاب سنگ ها دارای چندین ماده معدنی شامل فسفر هستند. یکی از مهمترین آنها که اخیرا ما بر روی آن کار کرده ایم فسفید نیکل و آهن است که به نام شرایبرزیت شناخته می شود.»
شرایبرزیت یک ترکیب فلزی است که بر روی زمین بسیار نادر است. اما این ماده در همه نوع شهاب سنگی یافت می شود بخصوص شهاب سنگ های آهنی، که با دانه های شرایبرزیت حفره حفره شده و دارای شکاف با رگه های صورتی رنگ هستند. “پاسک” گفت:« ما مقدار زیادی از ترکیبات مختلف فسفر را دیدیم. یکی از فراوان ترین ترکیبات فسفر P2-O7 است (۲ اتم فسفر و ۷ اتم اکسیژن) یکی از سودمند ترین ترکیبات فسفر که بسیار شبیه به آنچه در آدنوزین تری فسفات پیدا شده، بود.» او ادامه می دهد که در آزمایشات قبلی توانسته بودند که P2-O7 تولید کنند اما در دماهای بسیار بالا و شرایط بسیار سخت و نه به سادگی حل کردن مواد معدنی در آب و در دمای اتاق.
در واقع این به ما اجازه می دهد تا محدوده ی مکانی که حیات نخستین در آن شکل گرفته را تنگ تر کنیم. این بدان معناست که اگر شما بخواهید به دنبال مکانی بگردید که حیات بر مبنای فسفات در آن امکان شکل گیری داشته باشد، باید به مکان هایی که دارای آب تازه هستند و به تازگی شهاب سنگی در آنها سقوط کرده بروید. ما حتی می توانیم فراتر از آن برویم و بگوییم شهاب سنگ باید از نوع آهنی باشد. شهاب سنگ های آهنی ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از انواع دیگرشان دارای شرایبرزیت هستند.
پاسک می گوید:« من فکر میکنم که شهاب سنگ ها نقش اساسی در تکامل حیات داشته اند. چون آنها دارای مواد معدنی بخصوص ترکیب P2-O7 هستند که در ATP، فتوسنتز، تشکیل پیوندهای تازه فسفاتبا مواد آلی (ترکیبات حاوی کربن) و انواع دیگر فرآیندهای بیوشیمیایی استفاده می شود.» لورتا می گوید:« یکی از هیجان انگیزترین جاذبه های این واقعیت این است که شهاب سنگ های آهنی از سیارک های کوچک تشکیل شده اند. در واقع آنها بلوک های ساختمانی متشکل از اجرام آسمانی کوچک هستند از دو نوع هسته آهنی و گوشته سیلیکونی. شهاب سنگ های آهنی نمایانگر هسته آهنی ها و دیگر شهاب سنگ ها که کندریت نامیده می شوند نماینگر گوشته سیلیکونی ها هستند.»
هیچکس متوجه این موضوع نشده است که چنین مرحله حیاتی ای در تکامل سیاره ای می تواند منجر به تشکیل حیات شود” او اضافه می کند که ” این نتایج مکان های تشکیل حیات را محدود می کند. برای این مساله نیاز است که کمربندی از سیارک ها تشکیل شده تا آنها به اندازه بحرانی – حدود ۵۰۰ کیلومتر قطر– برسند و سپس توسط مکانیزمی متلاشی شده و به داخل منظومه پرتاب شوند. در واقع مشتری، سیارک ها را به داخل منظومه شمسی ما هدایت کرده بنابراین برای منظومه های دیگر این شانس به حداقل رسیده است که با فسفر لازم برای تشکیل مولکول های حیات واکنش نشان دهند. لورتا اضافه می کند: منظومه های خورشیدی که فاقد سیاره ای به اندازه مشتری هستند که می تواند سیارک های غنی از مواد معدنی را به سمت سیاره های خاکی منحرف کند، قطعا شانس کمی برای تشکیل حیات داشته اند.
http://www.beytoote.com
دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.