Группой ученых из Объединенного Королевства (Университет Лидса) продемонстрировано, что фосфорсодержащие соединения внеземного происхождения, попадающие на Землю с кометным или метеоритным веществом, могли сыграть ключевую роль в появлении жизни на нашей планете.
Проведенные исследовательской командой Теренса Ки (Terence Kee) квантово-химические и экспериментальные исследования анаэробных превращений фосфаалкинов в условиях термо- и фотохимической активации позволяют сделать предположение о космическом происхождении источника производных низкоокисленного фосфора в коре молодой Земли.
Фосфаалкины, несмотря на то, что их не так то просто получить в лаборатории, достаточно часто обнаруживаются спектральными методами в космических газопылевых образованиях. Британские исследователи показали, что гидролиз этих веществ в отсутствие кислорода может приводить к образованию так называемых Марчизонских фосфонатов (фосфонаты, микрограммовые количества которых содержатся в Марчизонском метеорите, обнаруженном в Австралии в 1969 г.).
Соединения фосфора играют существенную роль в процессах пластического и энергетического обмена. Производные фосфорной и полифосфорных кислот можно обнаружить в таких биологически значимых молекулах, как нуклеиновые кислоты, фосфолипиды и фосфопротеиды. Вместе с тем, в настоящее время фосфор находится в земной коре в виде фосфатов, низкая растворимость которых в воде не может полноценно объяснить образование свободных фосфорных кислот и их производных на добиогенном этапе химической эволюции Земли.
Открытие Марчизонских фосфонатов позволило предположить, что в отсутствие жизни на Земле химия фосфора могла базироваться на соединениях, содержащих фосфор в степенях окисления более низких, чем в современных биологически значимых молекулах. Определение состава Марчизонского метеорита в 1970-е годы могло являться первым несмелым свидетельством в пользу того, что растворимые в воде производные фосфора могли быть занесены на Землю из космического пространства. Вместе с тем, до настоящего времени у химиков и биологов не было достаточных аргументов для объяснения того, как фосфонаты могли образоваться в условиях глубокого космоса или добиотической (бескислородной) атмосферы Земли.
Ки считает, что установление взаимосвязи особенностей образования фосфонатов в абиотических условиях и их использования биологическими системами может дать нам ценную информацию о том, как развивалась жизнь на Земле и как она может развиваться где-либо еще во Вселенной.
Источник: Chem. Commun., 2006, Р. 1643.Химия фосфора говорит в пользу гипотезы панспермии: Новости химии @ChemPort.Ru
что фосфорсодержащие соединения внеземного происхождения, попадающие на Землю с кометным или метеоритным веществом, могли сыграть ключевую роль в появлении жизни на нашей планете. // www.chemport.ru
Эти результаты позволяют описать механизм, по которому жизнь на Земле появилась сразу после конца Поздней тяжелой бомбардировки. Дело в том, что не найдено почти никаких земных горных пород старше 3,8 млрд лет, что свидетельствует о крайней суровости этого катаклизма, но уже 3,5–3,8 млрд лет назад на Земле была жизнь. Если на планету падает астероид пятисоткилометрового размера (что наверняка случалось в этот период неоднократно), она будет стерилизована, но жизнь может сохраниться на выбитых с ее поверхности осколках коры. Эти фрагменты на некоторое время становятся лучшим местом для жизни, поскольку на самой планете океаны испаряются, а вся поверхность окутывается перегретой смесью скального и водяного пара с давлением в сотни атмосфер и температурой в тысячи градусов. Однако к моменту падения фрагмента обратно условия возвращаются к нормальным. Таким образом, литопанспермия, возможно, позволяет сохранить планетарную биосферу при самых крупных столкновениях.
По сравнению с остальными планетами больше всего материала попадает с Земли на Венеру. Но это, конечно же, не может поспособствовать распространению жизни в Солнечной системе: все фрагменты, падающие на ее разогретую до 460°С поверхность, быстро стерилизуются. С Земли на Марс попадает в 30 раз меньше материала, чем с Марса на Землю, но за всю историю Солнечной системы общая масса перенесенного материала может измеряться сотнями миллионов тонн, а количество фрагментов диаметром больше 3 м — сотнями тысяч тонн, чего более чем достаточно для переноса спор микроорганизмов.
Несколько процентов от общего числа выброшенных фрагментов либо упадет на Солнце, либо вылетит из Солнечной системы, а значительная доля окажется на устойчивых орбитах вокруг Солнца (40% с Земли, 75% с Марса). Это открывает поразительные и захватывающие возможности: где-то среди астероидного пояса находятся десятки миллиардов тонн вещества древней земной коры, выброшенные с нее астероидными ударами, и, в отличие от скал на самой Земле, не затронутых эрозией. Идеальное хранилище палеонтологического материала, миллионы законсервированных отпечатков древних эпох, которые только стоит отыскать где-то на гелиоцентрических орбитах...
На планеты-гиганты попадает значительно меньше материала, чем на внутренние планеты: на Юпитер упало 0,4% земного и 0,04% марсианского материала, на Сатурн — около 0,007% и меньше 0,002% соответственно. Конечно, фрагмент, падающий на газовый гигант, безвозвратно исчезает где-то в океане металлического водорода, но если какое-то их количество падает на сами гиганты, то и мимо тоже что-то пролетает, и некоторые из них могут попасть на их спутники. Вероятности этих событий, рассчитанные на основе моделирования, малы, но они все равно дают существенное количество материала, если учитывать все крупные астероидные удары за всю историю Солнечной системы. К примеру, только падение астероида в конце мелового периода и образование кратера Чиксулуб вызвало выброс примерно 7·1011 кг материала в космос, из которых 20 т могло упасть на Европу (спутник Юпитера). За последние 3,5 млрд лет туда могло попасть несколько тысяч тонн земного материала, и в том числе шесть фрагментов размером более трех метров. Значительная доля этого материала, благодаря подвижности ледяной коры Европы, уже могла достичь дна ее океана, на котором условия могут быть похожи на условия в черных курильщиках на дне земных океанов.