Mittwoch, 5. Juni 2013

Phosphor: Lebenselixier kam mit Meteoriten zur Erde


Künstlerische Darstellung der Oberfläche eines hypothetischen jungen erdähnlichen Planeten (Illu.).
| Copyright: NASA
 

Tampa (USA) - Während zumindest Wissenschaftler noch nicht sicher sagen können, ob es außerirdisches Leben gibt, belegen Astrobiologen nun in einer aktuellen Studie, dass neben anderen Grundbausteinen des Lebens auch Phosphor und damit als ein Schlüsselelement zur Entstehung des irdischen Lebens, mit Meteoriten aus dem All auf die junge Erde gelangte - ein Vorgang, der somit auch auf anderen erdähnlichen Planeten gut vorstellbar wäre.

Wie die Forscher um Professor Matthew Pasek von der University of South Florida und Kollegen der University of Washington und des Edinburg Centre for Carbon Innovation aktuell im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.1303904110) berichten, war der reaktive Phosphor eine der grundlegenden Komponenten im Prozess der Entstehung der ersten irdischen Lebensformen, als es mit Wasser in Berührung kam und so prebiotische Moleküle bildete.


Wie die Forscher anhand von Analysen von Kernbohrungen aus Australien, Simbabwe, West Virginia, Wyoming und Avon Park in Florida zeigen können, war Phosphor schon in Kalkstein aus dem Archäikum, der Erdurzeit, vor rund 3,5 Milliarden Jahren reichlich vorhanden. Die Forscher schlussfolgern, dass nur Meteoriten den Phosphor in Form von Mineralien, wie sie auf der Erdoberfläche nicht vorkommen, auf die Erde gelangte und hier im Wasser auf eine Art und Weise gelöst wurde, wie sie bislang nur auf der Erde gefunden wurde.


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Da die Bedingungen der jungen Erde heute nicht mehr existieren, liefere die Entdeckung zugleich auch eine Antwort auf eine Grundfrage der Biologie: Warum beobachten wir nicht auch heutzutage die Entstehung neuer Lebensformen auf der Erde?


"Meteoritischer Phospor könnte ein Treibmittel gewesen sein, das die nötige Energie und als Produkt den Phosphor zur Verfügung stellte, wie er notwendig war, um das irdische Leben in Gang zu bringen", so Pasek. Phosphorverbindungen sind für alle Lebewesen essenziell und bei Aufbau und Funktion der Organismen in zentralen Bereichen beteiligt, wie der DNA und der zellulären Energieversorgung. "Wenn dieser meteoritische Phosphor einfachen organischen Verbindungen beigeeben wird, können phosphorische Biomoleküle entstehen, die identisch mit denen sind, die wir in heutigen Leben vorfinden können."


Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass vor dem Aufkommen der modernen DNA-RNA-Proteine, sich die ersten biologischen Lebensformen alleine aus RNA entwickelt hatten. Vor diesem Hintergrund hatten Wissenschaftler bislang jedoch gerätselt, wie diese frühen RNA-Lebensformen den irdischen bekannten Phosphor überhaupt synthetisieren konnten, da dieser in seiner jetzigen Form relativ unlöslich und kaum reaktiv ist.


Meteoriten könnten also reaktiven Phosphor in Form etwa des seltenen Eisen-Nickel-Phosfid-Minerals Schreibersit (Glanzeisen) zur Erde gebracht haben, wo sich im Wasser lösliche und reaktive organische Phosphite gelöst wurden.


Von allen untersuchten Kernproben fanden die Forscher denn auch nur in den ältesten australischen Proben aus der frühen Erdurzeit entsprechende Phosphite. Andere natürliche Quellen von Phosphiten sind Blitzeinschläge, geothermale Flüssigkeiten und mögliche frühe mikrobische Aktivität unter extrem sauerstoffunabhängigen Bedingungen. Da bislang keine weiteren irdischen Quellen bekannt sind und keine dieser Quellen genügend große Mengen an Phosphiten liefern könnte, wie sie notwendig wären, um in den frühen Ozeanen die Grundlage der Entstehung des Lebens bilden zu können, kommen für die Forscher nur Meteoriten als Phosphit-Lieferanten in Frage.


Allerdings sei weiterhin auch vorstellbar, dass es heute noch unbekannte natürliche Phosphit-Quellen, etwa in Verbindung mit hydrothermalen Systemen gibt oder gab. Doch selbst wenn einen solche noch unbekannte Quelle die notwendige Menge an meteoritischem Phosphor bzw. Phosphit reduzieren wurde, müssten im Falle der Entdeckung dieser Quelle, weitere Untersuchungen bestimmen, ob und in welchen Anteilen unterschiedliche Quellen zur Entstehung des Lebenselixiers Phosphor beigetragen hatten.


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Quelle: health.usf.edu
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