Dünyanın en eski kayalarından bazılarında bulunan nanopartiküller yaşamın kökenine dair ipuçları gizliyor

Dünyadaki en eski kayalardan bazılarının içinde, yaşamın nasıl ortaya çıktığına dair bir hikaye anlatan, daha önce gözden kaçan nanokristaller bulunuyor.

Batı Avustralya Üniversitesi ve Cambridge Üniversitesi'ndeki yer bilimciler, bulgularının, fosforun neden yaşam için önemli bir yapı taşı haline geldiğini ve moleküllerin deniz tabanındaki hidrotermal menfezlerde ilkel RNA'yı oluşturmak için nasıl ilk kez bir araya geldiğini açıklayabileceğini söylüyor.

Batı Avustralya'nın Pilbara bölgesindeki 3,5 milyar yıllık kayaları transmisyon elektron mikroskobu altında incelediler ve beklenmedik mineraller buldular.

Pilbara Ünlü Belirli bir süre boyunca yer kabuğunun saflığını korumak Arkaik dönem Hayat yeni başlıyorken. Bu bölgedeki kayalar prebiyotik kimyaya dair fikirleri içeren bir zaman kapsülüdür.

Eğitimli bir göz uzaktan R'yi tanıyabilirPilbara kırmızı çizgili kayası çok ince kuvarsın (silisyum ve oksijen içeren) bir karışımıdır ve… Hematit (demir ve oksijenden oluşan) olarak bilinen bir karışımdır. Gaspelet.

Daha yakından incelendiğinde şaşırtıcı bir şey ortaya çıkıyor; İlginç özelliklere sahip gizli nanokristaller, jasper yataklarının ince parçacıkları boyunca dağılmıştır. com.greenaliteDemir, silikon ve oksijen içeren bir mineral olan mineral, milyarlarca yıl önce yakındaki bir hidrotermal havalandırmadan dışarı atıldı ve deniz tabanında birikti.

Batı Avustralya Üniversitesi'nden yerbilimci Berger Rasmussen, “Daha görünür demir oksitlerin (kayalara parlak kırmızı rengini veren) arasında gizlenmiş, daha bol miktarda demir kili bulduk” dedi. Bilim Uyarısı.

“Çok eski kayalarda nanoparçacıkları görmek şaşırtıcı ve bunun nedenlerinden biri de bunların kimyasal açıdan nispeten inert olan bu malzemelere kilitlenmiş olmaları.”

Nanoölçek düzeyinde, grenalitin yapısı sıra dışıdır. Demir açısından zengin elementler arasındaki kristal yapılarındaki yanlış hizalanma nedeniyle parçacıkların kenarları dalgalı Oktahedral katmanlar ve silika bakımından zengin tetrahedral katmanlar.

Rasmussen, “Kenarlarda, RNA ve DNA gibi şeyler için mükemmel boyutta bir dizi paralel oluk üretiyor” diyor ve bunun, kil nanoparçacıklarını, bu biyomoleküllerin bileşenlerini bir araya gelebilecek şekilde hizalamak için ideal bir katalitik araç haline getirdiğini açıklıyor. Kolayca. .

Milyarlarca yıl önce, hidrotermal menfezler, montaj hatları gibi hareket eden, RNA veya ön-RNA'yı yoğunlaştıran oluklara sahip trilyonlarca mikroskobik kil parçacığı üretmiş olabilir.

Hidrotermal menfezler uzun süredir yaşamın ortaya çıkması için potansiyel bir yer olarak görülüyor ve bu sürecin gerçekleşmesi için ideal konumu sağlıyor. Deniz suyunu sürekli olarak magma odalarından pompalıyorlar ve besinlerle dolu sıcak dumanları okyanusa püskürtüyorlar.

Rasmussen, “Burası kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesi için harika bir yer… çünkü bunlar aşırı eğime sahip alanlar” diyor.

Pilbara'daki 3,5 milyar yıllık kayalar da nanopartiküller içeriyor… Florapatit (Oksijen, kalsiyum, flor ve fosfordan oluşan bir mineral).

Bilim adamları, okyanustaki elementin düşük konsantrasyonlarına rağmen fosforun birçok biyolojik yapıda (DNA, membranlar ve lipitler dahil) neden mevcut olduğu konusunda kafalarını karıştırdılar.

Ancak milyar yıllık kayalarda fosfor içeren mineral florapatitin varlığı olası bir açıklama sunuyor: hidrotermal menfezler erişilebilir fosforun erken bir kaynağı olabilir.

Araştırmacıların modelleri, 3,5 milyar yıl önce derin deniz suyundaki fosfor konsantrasyonunun bugüne göre muhtemelen 10 ila 100 kat daha yüksek olduğunu gösteriyor.

“Günümüzde okyanuslarda bu kadar az bulunurken, yaşam neden fosforu genetik materyalin sentezi de dahil olmak üzere pek çok temel biyokimyasal süreç için tercih etti? Cevap, fosforun yaşamın kökeni ve erken evrimi sırasında daha bol olduğu olabilir. ” Rasmussen diyor.

Bu makale şu tarihte yayımlanmıştır: Bilimin ilerlemesi.