磷是構建生物體最重要的化學元素之一,它是RNA、DNA和細胞膜的一部分。能夠參與化學過程並能溶於水的磷化合物是形成初級生命的必要條件。自然界中的磷只存在於惰性的磷酸鹽類礦物的成分中,因此它們不可能成為合成第一個生物體的磷源。對科學家來說,哪些磷化合物促成了RNA和DNA等分子的構建模塊,這仍然是一個謎。
當環磷酸鹽的化學結構被破壞時,就會釋放能量,能夠啟動有機磷化合物的合成,因此,環磷酸鹽被認為是數十億年前形成初級生命分子的主要含磷候選物。聖彼得堡國立大學的科學家們在死海盆地的巖石中發現了環磷酸鹽,它們被廣泛應用於工業領域,但此前從未在自然界中被發現過。
研究人員認為,環磷酸鹽可能是由磷化物高溫氧化而形成的。磷化物在地球上出現在發生了高溫地質過程的地帶,包括死海盆地。另外,環磷酸鹽可能是在早期地球的隕石撞擊中形成的。任何隕石在進入大氣層時,都會發生強烈的消融過程,包括物質的高溫蒸發和氧化。科學家認為,存在於隕石中的磷化物,經過這一過程,完全被氧化,因此有可能形成環磷酸鹽。
因此,死海周圍的巖石可以看作是一個系統,再現了地球演化初期含磷物質的形成過程。天然環磷酸鹽的發現,使科學家們更接近於了解地球上生命起源的複雜分子是如何合成的。
論文標題為《Cyclophosphates, a new class of native phosphorus compounds, and some insights into prebiotic phosphorylation on early Earth》,發表在《Geology》雜誌上。