11月 28, 2022

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優れた弾道を持つ古代のナビゲーターの悲しい運命

5億年前のカンブリア紀、海は武装集団によって支配されていました。 軟らかい動物は金属ペーストの体を分泌し、それが硬化して巨大な力と装飾的な美しさを備えた保護シェルになります。雄羊の頭やワシの翼の形をしたものもあれば、短剣のように鋭いトゲが散りばめられたシャンパン フルートのようなものもあります。

しかし、約 7000 万年後のデボン紀までに、足の長い獣脚類、ブリオポッド、甲羅の良い船乗り、強盗の犠牲者、およびその高価な方法のほとんどが絶滅しました。

研究者として 最近提案された Trends in Ecology and Evolution 誌では、腕足類帝国の崩壊は、最初から生命を定義していた対立、つまりリンの探索を例証しています。 科学者たちは、リンという元素がいくつかの面で不可欠であることを長い間知っていました。リンはここで DNA 分子を結合し、細胞のあらゆる動きに力を与えています。 新しい報告は、リン酸塩(リンの化学的に有用な形態)が自然の硬い部分、その殻、歯、骨の調停者として進化の過程を形成してきた別の方法を強調しています.

「リンは脊椎動物と硬骨魚によって盗まれました」と、チェコ共和国のチャールズ大学の古生物学者であり、新しい報告書の著者であるピーター・クラフトは言いました。 「それが起こると、彼らはすぐに多様化し、引き継いだ.」 Dr.コラボレーション西ボヘミア大学のミシェル・メルゲルとのクラフト。

この研究は、分野や時間枠にまたがるプロジェクトであるリン酸塩研究のルネッサンスの一部です。 化学者は、リン酸塩が生命を生み出す元となったプレバイオティック ブロスをどのように味付けしたかを調べています。一方、材料科学者は、リン酸塩を使って驚くべき新しい色や形を作り出しています。

ユニバーシティ カレッジ ロンドンの無機化学教授である Andrea Sella は、次のように述べています。 「赤い繊維の形、黒い金属の形、紫色の形が得られます。」 また、リン原子の層を積み重ねて、ホスホレンと呼ばれる非常に薄く柔軟なシートに分離することもできます。これらはすべて、技術が依存する電子と光粒子の流れを制御することを目的としています。 「私たちは、この要素ができることの表面をなぞっただけです」と Silla 博士は言いました。

リンは 17 世紀後半にハンブルグの化学者、ヘニング ブランドによって発見されました。彼は通常の金属を金に変える「賢者の石」を探していたときに、うっかりリンを分離してしまいました。 彼が最もよく知っている金色の液体である人間の尿を大量に試してみると、ミダスのタッチが欠けているが暗闇で光る奇妙な物質がブランドに飛び出し、ブランドはそれをギリシャ語で「光をもたらす」という意味のリンと呼ぶようになりました。

白リンと呼ばれるこの元素の純粋な形は、有毒で可燃性であることが判明したため、第二次世界大戦中にブランドの故郷を荒廃させた追跡弾、煙幕、連合軍の火炎瓶を作るために戦争で使用されました.

WP はまた、19 世紀に「ストライク エニウェア」マッチを生成するためにマッチのチップに追加されたとき、厳しいディケンズの名声を獲得しました。 非常に人気のある製品を生産する換気の悪い工場で働く少女や女性は、リンの蒸気にさらされすぎて「薄い顎」を発症することがありました。これは、歯茎が後退し、歯が抜け落ち、顎の骨が緩むという恐ろしい状態でした。 . 歴史家のルイーズ・ロウによれば、より安全な労働条件を求める仲人たちの闘いが、現代の組合運動に拍車をかけた。

純粋なリンは自然界には存在しませんが、リン酸塩のように酸素に結合しており、リン-酸素結合であるこの分子の労働組合は、「生物学が機能する理由の基本です」と、ロンドン大学ユニバーシティ カレッジの有機化学者であるマシュー バウナーは述べています。言った。 体は、細胞の小さな通貨機構である ATP として知られるアデノシン三リン酸の分子に見られるリン酸結合を作ったり壊したりすることによって、エネルギーを蓄えたり燃やしたりします。 リン酸塩の再利用プロセスは絶え間なく行われており、「基本的に、毎日体重を ATP に変換している」とバウナー博士は述べています。

リン酸は糖と結合して DNA の骨格を形成し、そうでなければアルファベットのスープに崩壊するであろう遺伝情報の文字の意味のある配置を保持します。 リン酸塩は脂質分子と共謀して、何が入って何を避けるべきかを常に決定する用心深い膜で各細胞をカプセル化します. タンパク質は、リン酸パッケージを交換することによって互いにメッセージを送信します。

リン酸塩の驚くべき利点の背後には、負の電荷が不要な漏れを防ぎます。 「力を入れて、出したいときにだけ出すことができます」とバウナー博士は言いました。 「環境に浸透しません。」 対照的に、炭酸塩と呼ばれる同等の炭素ベースの分子は、水に容易に溶解する. バウナー博士は、炭素ではなくリン酸塩に基づいて生命を考えるべきだと冗談を言った。

しかし、生命の他の主要な構成要素である炭素、窒素、酸素、水素とは異なり、リン酸分子には気相がありません。 「大きすぎて飛べない」と新羅博士は言った。 リン酸塩は、岩石の浸食、生物の分解、または尿やグアノなどの排泄物を通じて生命のゲームに飛び込みます. 経時的なリン酸フラックスの影響を理解することは、主要な研究努力です。

長引く謎の 1 つは、どのようにして初期の生命がリン酸塩から始まったかということです。 リン酸塩が生物学のあらゆる面でいかに重要であるかを考えると、最初の細胞が発生した原始的な水の環境はリン酸塩に富んでいたに違いありません。 ケンブリッジ大学の地球化学者であるニコラス・トスカは、「しかし、今日の地球上のほとんどの天然水はリン酸塩が非常に少ない. 「私たちは、地球上で早い段階で同じことが当てはまると予想していました。」 彼は、鉄がリン酸塩を分離する働きをしていると信じていると説明した.

トスカ博士とケンブリッジ大学の同僚は、生命の起源の問題に取り組みました Nature Communications で最近発表された研究では、. 研究者たちは、この仮定を再考することに決め、次のように問いかけました。周囲の酸素がはるかに少なかった以前はどうだったでしょうか? 彼らは、酸素が鉄をリン酸塩を強力に蓄積する形に変換することを知っていました. 式から酸素を取り除くとどうなるでしょうか? 研究者らは、大型の無酸素グローブボックスで人工海水を作成し、確かに、これらの条件下では、溶解した鉄がほとんどのリン酸塩のみを残し、おそらく近隣のすべてのプロトセルが利用できることを発見しました.

論文「生態学と進化の傾向」で、クラフト博士は同様に、カンブリア紀の海は比較的リン酸塩が豊富であることを示唆しました。 実際、動物は非常に多くを吸収することができるため、人間の体で最も硬い組織である歯のリン酸エナメルのように、厚くて丈夫な殻を作ることができます.

「これらのシェルを持つことは大きな利点です」とクラフト博士は言いました。 それに比べて、炭酸カルシウムでできている現代の軟体動物の殻は、浜辺の足元で簡単に割れてしまいます。 しかし、海が混雑し硬骨魚が現れると、リン酸塩の供給が減少し、腕足類は高価な家を建てるのに必要なものを自由に探すことができなくなりました. 硬骨魚は、リン酸塩を建築材料として使用することに賢明でした: 歯、骨格のいくつかの部分、それだけです。 彼らは移動しているので、魚は陸地から海にろ過されたリン酸塩やその他の栄養素を、下の固くて塊になった殻に到達する前に閉じ込めることができます.

リン酸塩は脊椎動物に支配されており、今ではそれらを止めることはできません。

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