Kredit gambar: Universitas Arizona
Ilmuwan Universitas Arizona telah menemukan bahwa meteorit, terutama meteorit besi, mungkin sangat penting bagi evolusi kehidupan di Bumi.
Penelitian mereka menunjukkan bahwa meteorit dengan mudah bisa memberikan lebih banyak fosfor daripada yang terjadi secara alami di Bumi - cukup fosfor untuk memunculkan biomolekul yang akhirnya bergabung menjadi organisme hidup yang bereplikasi.
Fosfor adalah pusat kehidupan. Ini membentuk tulang punggung DNA dan RNA karena menghubungkan basis genetik molekul-molekul ini ke dalam rantai panjang. Sangat penting untuk metabolisme karena dikaitkan dengan bahan bakar dasar kehidupan, adenosine triphosphate (ATP), energi yang mendorong pertumbuhan dan pergerakan. Dan fosfor adalah bagian dari arsitektur hidup? di fosfolipid yang membentuk dinding sel dan tulang vertebrata.
"Dalam hal massa, fosfor adalah unsur biologis paling penting kelima, setelah karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen," kata Matthew A. Pasek, seorang kandidat doktoral di departemen ilmu planetary UA dan Lunar and Planetary Laboratory.
Tetapi di mana kehidupan darat mendapat fosfornya telah menjadi misteri, ia menambahkan.
Fosfor jauh lebih langka di alam daripada hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen.
Pasek mengutip penelitian terbaru yang menunjukkan ada sekitar satu atom fosfor untuk setiap 2,8 juta atom hidrogen di kosmos, setiap 49 juta atom hidrogen di lautan, dan setiap 203 atom hidrogen pada bakteri. Demikian pula, ada atom fosfor tunggal untuk setiap 1.400 atom oksigen di kosmos, setiap 25 juta atom oksigen di lautan, dan 72 atom oksigen pada bakteri. Jumlah atom karbon dan atom nitrogen, masing-masing, per atom fosfor tunggal adalah 680 dan 230 di kosmos, 974 dan 633 di lautan, dan 116 dan 15 pada bakteri.
"Karena fosfor jauh lebih jarang di lingkungan daripada di kehidupan, memahami perilaku fosfor di Bumi awal memberikan petunjuk untuk orgin kehidupan," kata Pasek.
Bentuk terestrial yang paling umum dari unsur ini adalah mineral yang disebut apatite. Ketika dicampur dengan air, apatit melepaskan fosfat dalam jumlah yang sangat kecil. Para ilmuwan telah mencoba memanaskan apatit pada suhu tinggi, menggabungkannya dengan berbagai senyawa aneh, super-energetik, bahkan bereksperimen dengan senyawa fosfor yang tidak diketahui di Bumi. Penelitian ini belum menjelaskan dari mana fosfor kehidupan berasal, kata Pasek.
Pasek mulai bekerja dengan Dante Lauretta, asisten profesor bidang ilmu planet UA, dengan gagasan bahwa meteorit adalah sumber fosfor Bumi yang hidup. Karya ini terinspirasi oleh percobaan Lauretta sebelumnya yang menunjukkan bahwa fosfor menjadi terkonsentrasi pada permukaan logam yang terkorosi di tata surya awal.
"Mekanisme alami konsentrasi fosfor di hadapan katalis organik yang diketahui (seperti logam berbasis besi) membuat saya berpikir bahwa korosi berair mineral meteoritik dapat mengarah pada pembentukan biomolekul penting yang mengandung fosfor," kata Lauretta.
"Meteorit memiliki beberapa mineral berbeda yang mengandung fosfor," kata Pasek. "Yang paling penting, yang baru-baru ini kami kerjakan, adalah besi-nikel nikel, yang dikenal sebagai schreibersite."
Schreibersite adalah senyawa logam yang sangat langka di Bumi. Tetapi ada di mana-mana dalam meteorit, terutama meteorit besi, yang dibumbui dengan biji schreibersite atau diiris dengan urat schreibersite berwarna merah muda.
April lalu, Pasek, sarjana UA Virginia Smith, dan Lauretta mencampurkan schriebersite dengan suhu kamar, air segar, deionisasi. Mereka kemudian menganalisis campuran cairan menggunakan NMR, resonansi magnetik nuklir.
"Kami melihat banyak senyawa fosfor yang berbeda sedang terbentuk," kata Pasek. "Salah satu yang paling menarik yang kami temukan adalah P2-O7 (dua atom fosfor dengan tujuh atom oksigen), salah satu bentuk fosfat yang lebih bermanfaat secara biokimia, mirip dengan apa yang ditemukan di ATP."
Eksperimen sebelumnya telah membentuk P2-07, tetapi pada suhu tinggi atau dalam kondisi ekstrem lainnya, tidak hanya dengan melarutkan mineral dalam air bersuhu ruangan, kata Pasek.
"Ini memungkinkan kita untuk agak membatasi di mana asal usul kehidupan mungkin terjadi," katanya. "Jika Anda akan memiliki kehidupan berbasis fosfat, kemungkinan akan terjadi di dekat wilayah air tawar di mana meteorit baru-baru ini jatuh. Kita bisa melangkah sejauh ini, mungkin, dengan mengatakan itu adalah meteorit besi. Meteorit besi memiliki sekitar 10 hingga 100 kali lebih banyak schreibersite daripada meteorit lainnya.
"Saya pikir meteorit sangat penting untuk evolusi kehidupan karena beberapa mineral, terutama senyawa P2-07, yang digunakan dalam ATP, dalam fotosintesis, dalam membentuk ikatan fosfat baru dengan organik (senyawa yang mengandung karbon), dan dalam berbagai proses biokimia lainnya, ”kata Pasek.
"Saya pikir salah satu aspek yang paling menarik dari penemuan ini adalah kenyataan bahwa meteorit besi terbentuk oleh proses diferensiasi planetesimal," kata Lauretta. Artinya, blok bangunan planet, yang disebut planestesmals, membentuk inti logam dan mantel silikat. Meteorit besi mewakili inti logam, dan jenis meteorit lainnya, yang disebut achondrites, mewakili mantel.
"Tidak ada yang pernah menyadari bahwa tahap kritis dalam evolusi planet dapat digabungkan dengan asal usul kehidupan," tambahnya. "Hasil ini membatasi di mana, di tata surya kita dan lainnya, kehidupan bisa berasal. Membutuhkan sabuk asteroid di mana planetesimal dapat tumbuh ke ukuran kritis? berdiameter sekitar 500 kilometer? dan mekanisme untuk mengacaukan benda-benda ini dan mengirimkannya ke tata surya bagian dalam. "
Jupiter menggerakkan pengiriman planetesimal ke tata surya bagian dalam kita, kata Lauretta, sehingga membatasi kemungkinan bahwa planet dan bulan tata surya luar akan disuplai dengan bentuk-bentuk fosfor reaktif yang digunakan oleh biomolekul yang penting untuk kehidupan terestrial.
Sistem surya yang tidak memiliki objek seukuran Jupiter yang dapat mengganggu asteroid yang kaya mineral ke dalam menuju planet terestrial juga memiliki prospek redup untuk mengembangkan kehidupan, Lauretta menambahkan.
Pasek berbicara tentang penelitian hari ini (24 Agustus) pada pertemuan nasional American Chemical Society ke-228 di Philadelphia. Karya ini didanai oleh program NASA, Astrobiology: Exobiology dan Evolutionary Biology.
Sumber Asli: Rilis Berita UA
