• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Pierwotna woda morska może zagrażać ewolucji chemicznej na Ziemi

    18.09.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Na podstawie badań mieszaniny chemicznej obecnej w wodach młodych oceanów na Ziemi przeprowadzonych przez naukowców z Niemiec uzyskano informacje na temat chemicznego powstawania powłok solnych, co może stać się kluczem do rozwiązania zagadki dotyczącej chemicznych budulców życia. Odkrycie to ma istotne znaczenie z punktu widzenia planet, które podobnie jak Ziemia krążą wokół jednej gwiazdy, a także może mieć wpływ na teorię życia pozaziemskiego.

    Odkrycia dotyczące badania zostały zaprezentowane 17 września 2009 r. przez dra Stephana Foxa z Uniwersytetu Hohenheim podczas Europejskiego Kongresu Badań Planetarnych (European Planetary Science Congress, EPSC) w Poczdamie (Niemcy). Kongres EPSC 2009 organizowany jest w ramach infrastruktury badawczej Europlanet (Research Infrastructure, RI), finansowanej ze środków Siódmego Programu Ramowego (FP7) Unii Europejskiej przy współpracy Europejskiej Wspólnoty Nauk Geofizycznych. Kwota przeznaczona na finansowanie programu Europlanet RI wynosi 6 mln euro.

    Naukowcy z Wydziału Chemii Bionieorganicznej i Prebiotycznej na Uniwersytecie Hohenheim w Niemczech użyli wysoce wyspecjalizowanego sprzętu do sporządzania bilansu cieplnego, który pozwolił na uzyskanie temperatur wulkanicznych sięgających 350° Celsjusza. Korzystając z tej aparatury, naukowcy przeprowadzili symulację przebiegu niektórych procesów chemicznych, jakie mogły mieć miejsce wzdłuż gorących brzegów wulkanicznych w erze hadeanu, mniej więcej od 4,5 do 3,8 mld lat temu.

    Początkowo naukowcy poddali odparowaniu roztwory sztucznie przygotowanej pierwotnej wody morskiej, a następnie w temperaturach wulkanicznych wysuszyli słone pozostałości w obecności dwutlenku węgla (CO2). "Do mieszaniny związków powłoki solnej: chlorków sodu, wapnia, potasu i magnezu wprowadziliśmy aminokwas o nazwie DL-alanina, a następnie po podgrzaniu stwierdziliśmy, że związek powstały w połączeniu z solą wapnia utworzył wiązanie chemiczne z aminokwasem", wyjaśnia dr Fox.

    "Nigdy wcześniej nie mieliśmy do czynienia z takim związkiem. I chociaż wiadomo, że podobne związki istnieją, nie spodziewaliśmy się ich w naszych badaniach. Wiązanie pomiędzy solą a aminokwasem stabilizuje związek w wysokich temperaturach i zapobiega sublimacji. Bez tego wiązania nie byłoby możliwości uformowania piroli".

    Badania wykazały, że "prażenie" mieszanki związków powłoki solnej może doprowadzić do wyjaśnienia mechanizmu powstawania cząsteczek prebiotycznych. Sposób powstawania tego typu związków zaskoczył naukowców, ponieważ pirole zawarte są w chlorofilu oraz w hemie, związku hemoglobiny odpowiedzialnym za transport tlenu.

    Dr Fox zaznaczył, że celem zespołu jest zidentyfikowanie małych cząsteczek, które hipotetycznie mogą stanowić element kolejnego etapu ewolucji chemicznej. "Uzyskane ostatnio wyniki wskazują, że aminokwasy, peptydy i pirole mogły być obecne na tym etapie ewolucji Ziemi i byłyby doskonałymi kandydatami na związki takich sieci", twierdzi.

    Naukowcy wierzą, że aminokwasy - podjednostki chemiczne białek - mogły powstać w wyniku reakcji w atmosferze, prawdopodobnie podczas wyładowań atmosferycznych w chmurach z pyłu wulkanicznego. Istnieje również coraz więcej dowodów na to, że zostały wzbogacone na skutek działania komet i meteorytów.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Uniwersytet Hohenheim:
    https://www.uni-hohenheim.de/bac/

    Infrastruktura badawcza Europlanet:
    http://www.europlanet-ri.eu/

    Źródło danych: Uniwersytet Hohenheim
    Referencje dokumentu: Na podstawie informacji uzyskanych z Uniwersytetu w Hohenheim

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Projekt "The Europlanet Research Infrastructure - ERI" (Infrastruktura Naukowa Europlanet) jest czteroletnim projektem finansowanym ze środków Unii Europejskiej pod patronatem Siódmego Programu Strukturalnego. Od stycznia 2009 ERI ułatwia dostęp do infrastruktury naukowej z zakresu planetologii zwiększając wydajność pracy naukowców poprzez możliwość wspólnego korzystania z danych. Universität Hohenheim – campus uniwersytecki położony jest w Hohenheim w Plieningen – dzielnicy Stuttgartu. Większość uniwersyteckich wydziałów mieści się w zamku Hohenheim. Do najważniejszych i najbardziej znaczących należą wydziały: nauk rolnictwa, nauk przyrodniczych oraz komunikacji i gospodarki. Szczególnie dobrą renomę w rankingach niemieckich i światowych ma wydział rolnictwa. Europlanet jest siecią łączącą europejskich naukowców, zajmujących się planetologią. Celem Europlanet jest promowanie współpracy oraz komunikacji pomiędzy współpracującymi instytucjami oraz wspieranie misji kosmicznych badających Układ Słoneczny. Europlanet koordynuje zadania w zakresie planetologii w celu osiągnięcia długoterminowej współpracy pomiędzy europejskimi instytucjami zaangażowanymi w tą dyscyplinę naukową.

    Reakcja złożona – reakcja chemiczna, w której można wyodrębnić dwie lub więcej różnych reakcji elementarnych, nazywanych również prostymi lub izolowanymi (np. rozpad określonych związków chemicznych lub reakcje zachodzące w wyniku zderzenia cząsteczek dwóch lub trzech związków, wchodzących w skład mieszaniny reagentów). Równanie reakcji złożonej jest sumą odpowiednich równań reakcji elementarnych – wyraża bilans masy (zobacz – stechiometria), a nie ilustruje mechanizmu reakcji. Wyrażenie określające wartość stałej równowagi reakcji złożonej jest liniową kombinacją wyrażeń dotyczących reakcji elementarnych. Opisy kinetyki opiera się również na znajomości równań kinetycznych reakcji elementarnych. Metabolity wtórne – grupa związków organicznych, które nie są bezpośrednio niezbędne do wzrostu i rozwoju organizmu. Synteza związków określanych jako metabolity wtórne jest charakterystyczna dla roślin wyższych, grzybów i bakterii. Poznano kilkadziesiąt tysięcy związków zaliczanych do metabolitów wtórnych. Szacuje się, że może istnieć około 200 000 takich związków. W przypadku niektórych związków chemicznych występujących w komórkach roślinnych, ocena czy jest on bezpośrednio niezbędny do działania organizmu jest trudna.

    Powłoka walencyjna – ostatnia, najdalej odsunięta od jądra powłoka elektronowa atomu. Elektrony na niej są najsłabiej związane z atomem i mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań chemicznych. W przypadku elektronów znajdujących się niżej zazwyczaj nie jest to możliwe, choć są od tego liczne wyjątki. Lizyna (nazwa skrótowa Lys, skrót jednoliterowy K) jest organicznym związkiem chemicznym, polarnym aminokwasem należącym do 20 aminokwasów białkowych, najbardziej rozpowszechnionych na Ziemi. Należy też do grupy aminokwasów niezbędnych (liczącej 8 - 10 substancji), które nie mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka i muszą być dostarczane z dietą.

    Jon obojnaczy (amfijon, zwitterjon, jon dwubiegunowy, związek dipolarny) – cząsteczka zawierająca równą liczbę grup zjonizowanych o przeciwnych ładunkach, w związku z czym sama nie jest naładowana dodatnio ani ujemnie. Przykładem związków, które mogą przechodzić w stan jonów obojnaczych są aminokwasy, takie jak glicyna czy alanina. Carl Albert Oppel (ur. 19 grudnia 1831 w Hohenheim, zm. 22 grudnia 1865 w Monachium) – niemiecki paleontolog. Zajmował się głównie skamieniałościami okresu jurajskiego i stratygrafią jury.

    Peptydy (gr. πεπτίδια, "strawne") – organiczne związki chemiczne, powstające przez połączenie cząsteczek aminokwasów wiązaniem peptydowym. Granica pomiędzy peptydem a białkiem nie jest dokładnie sprecyzowana, rozróżnienie jest oparte na masie cząsteczkowej klasyfikowanego związku. Za peptydy różni autorzy uważają poliaminokwasy o masie cząsteczkowej mniejszej od 5-10 tys. daltonów. Powyżej tej granicy związki takie zaliczamy do białek.

    Wiązanie C-glikozydowe – rodzaj wiązania glikozydowego, które łączy anomeryczny atom węgla węglowodanu w formie pierścieniowej z atomem węgla innego związku. Wiązania C-glikozydowe są z reguły znacznie odporniejsze na degradację enzymatyczną niż wiązania N- i O-glikozydowe. Do rzadko naturalnie występujących związków zawierających tego typu wiązanie należą C-nukleozydy, np. pseudourydyna i antybiotyk showdomycyna. Otrzymano szeroką gamę C-nukleozydów syntetycznych znajdujących zastosowanie w chemii medycznej i biologii chemicznej.

    Hohenheim - dzielnica Stuttgartu, stolicy niemieckiego kraju związkowego Badenii-Wirtembergii. Wchodzi w skład dzielnicy Plieningen, która do roku 1942 była samodzielnym miastem. Mostek – w chemii, połączenie dwóch fragmentów związku chemicznego za pomocą wiązania, atomu lub prostego łańcucha atomów. Mostki mogą łączyć dwie grupy funkcyjne lub istotne fragmenty strukturalne cząsteczki (np. w cystynie mostek dwusiarczkowy łączy dwie reszty cysteinowe) lub może być elementem związku policyklicznego (np. związki bicykliczne zbudowane są z trzech mostków łączących się przy tzw. atomach przyczółkowych).

    Dienofile – grupa organicznych związków chemicznych, które zawierają podwójne wiązanie węgiel-węgiel mogące wejść w reakcje cykloaddycji Dielsa-Aldera. Woda morska – woda występująca w morzach i oceanach. W wodzie tej są rozpuszczone tysiące związków chemicznych i prawie wszystkie pierwiastki chemiczne obecne na kuli ziemskiej. Woda morska stanowi ponad 96% wody obecnej w formie ciekłej na powierzchni Ziemi, tzw. woda słodka stanowi zaś mniej niż 3%.

    Dysocjacja termiczna, termoliza (gr. thérmē - "ciepło, gorąco", lýsis - "rozpuszczenie, rozluźnienie") – rozpad cząsteczek związków chemicznych na mniejsze cząsteczki lub atomy pod wpływem temperatury. Im słabsze jest wiązanie chemiczne w cząsteczce, tym niższa jest temperatura, w której dysocjacja termiczna zachodzi. Przykładem termolizy z życia codziennego jest karmelizacja sacharozy (cukru spożywczego) w temp. 160 °C:

    Dodano: 18.09.2009. 15:11  


    Najnowsze