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Donnerstag, 25.05.2017
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Meteoriten lieferten Phosphor für erstes Leben

Kosmischer Ursprung des wichtigen Grundbausteins der Biomoleküle postuliert

Eisenmeteoriten könnten der Erde den für die ersten Biomoleküle benötigten Phosphor geliefert haben und damit eine entscheidende Voraussetzung für die Entstehung des Lebens gewesen sein. Nach Ergebnissen einer Studie amerikanischer Wissenschaftler könnte insbesondere das Schreibersit, ein in Meteoriten häufige Phosphorverbindung, als kosmischer Lieferant für die eher phosphorarme Erde gedient haben.
Meteoriteneinschlag

Meteoriteneinschlag

Phosphor ist für lebende Organismen von zentraler Bedeutung. Es bildet das Grundgerüst der DNA und RNA, das die Basenpaare zu langen Ketten an einander reiht. Für den Stoffwechsel ist es unverzichtbar, da es Teil des Adenosintriphosphats (ATP), des Energielieferanten der Zellen, ist. Gleichzeitig gehört es auch zu den wichtigen strukturellen Komponenten der Zelle, da es Bestandteil der Phospholipide, der Grundsubstanz der Membranen und Zellwände aller Lebewesen ist.

“In Bezug auf seine Masse ist Phosphor das fünftwichtigste biologische Element, nach Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff“, erklärt Matthew A. Pasek , Wissenschaftler am Lunar and Planetary Laboratory der Universität von Arizona. Aber woher das irdische Leben all dieses Phosphor bekam, war bislang ein Rätsel, denn das Element ist in der Natur erheblich seltener als die anderen vier Komponenten. Auf 2,8 Millionen Atome Wasserstoff im Kosmos, 49 Millionen Wasserstoffatome in den Ozeanen kommt gerade einmal ein einziges Phosphoratom, wie aktuelle Studien ermittelt haben. Ähnlich sieht das Verhältnis auch für die anderen Elemente aus. Pasek fährt fort: “Weil Phosphor in der Umwelt so viel seltener ist als in lebenden Organismen, gibt das Verständnis seines Verhaltens auf der frühen Erde wichtige Hinweise auf die Entstehung des Lebens.“

Angeregt durch Experimente, die zeigten, dass Phosphor sich an korrodierten Metalloberflächen kosmischer Objekte anreichert, untersuchte Pasek Meteoriten als mögliche Phosphorlieferanten für die frühe Erde. „Dieser natürliche Mechanismus der Phosphorkonzentration in der Gegenwart eines bekannten organischen Katalysators wie eisenhaltiges Metall ließ mich darüber nachdenken, ob nicht auch die Korrosion von meteoritischen Mineralien zur Bildung von Phosphor-haltigen Biomolekülen geführt haben könnte“, erklärt Dante Lauretta, Planetenforscher und Kollege von Pasek.. „Meteoriten beinhalten verschiedene Phosphor-haltige Minerale. Der wichtigste, an dem wir gearbeitet haben, ist Eisen-Nickel-Phosphid, als Schreibersit bekannt.“


Schreibersit ist eine Metallverbindung, die auf der Erde extrem selten vorkommt, in Meteoriten, speziell in Eisen-haltigen aber sehr häufig ist. Diese sind durchsetzt mit Körnern und pinkfarbenen Adern der Substanz. Pasek und Kollegen mischten Schreibersit mit entionisiertem Wasser und analysierten die Mixtur mithilfe der Magnetresonanztomographie (NMR). „Wir beobachteten die Bildung einer ganzen Reihe von unterschiedlichen Phosphorverbindungen“, erklärt Pasek. „Eine der interessantesten war P2O7, eine der biochemisch aktiven Formen des Phosphats, ähnlich dem im ATP gefundenen.“

Bisher war die Bildung dieses Moleküls nur unter extrem hohen Temperatur- und Druckbedingungen gelungen, nicht bei Zimmertemperatur, wie im Experiment der amerikanischen Forscher. „Das erlaubt es uns, den Ort der Entstehung des Lebens etwas einzugrenzen. Es könnet nahe einer Süßwasserregion und einer Einschlagsstelle eines Meteoriten geschehen sein“, so Pasek. „Wir können vielleicht so weit gehen zu sagen, dass es ein Eisenmeteorit gewesen sein muss. Sie enthalten etwa zehn bis hundert Mal so viel Schreibersit wie andere.“
(University of Arizona, 26.08.2004 - NPO)
 
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