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Nanophase Oxyde de fer comme un écran solaire ultraviolet clé pour les anciens microbes photosynthétiques

Addtime: 2017/08/30   Read:122  Font size: Large Small

Nous proposons que les matériaux de nanophase Oxyde de fer fournissent des niches importantes pour les anciens microbes photosynthétiques sur Terre qui ont finalement conduit à l'oxygénation de l'atmosphère terrestre et à la formation de dépôts Oxyde de fer.

L'oxygène atmosphérique et l'ozone atténuent le rayonnement ultraviolet sur Terre aujourd'hui, offrant une protection substantielle pour les organismes photosynthétiques. Avec des flux de rayons ultraviolets susceptibles d'avoir été encore plus élevés au début de la Terre qu'aujourd'hui, l'accès au rayonnement solaire était particulièrement risqué pour les premiers organismes. Pourtant, nous savons que la photosynthèse est apparue tôt et a joué un rôle crucial dans l'évolution ultérieure. L'importance primordiale était une protection inférieure à 290 nm, où des absorptions de pointe d'acide nucléique (~ 260 nm) et de protéines (~ 280 nm) se produisent. Les oxydes oxyde de Nanophase / oxyhydroxyde minéraux absorbent et bloquent le rayonnement ultraviolet létal tout en transmettant de la lumière dans une grande partie des régions visibles et infrarouges proches de la photosynthèse (400 à 1100 nm).

En outre, ils étaient disponibles dans des environnements précoces et sont synthétisés par de nombreux organismes. Sur la base d'expériences utilisant des oxydes oxyde de nanophase / oxyhydroxyde minéraux comme écran solaire pour les microbes photosynthétiques, nous suggérons que le fer, un élément abondant largement utilisé dans les mécanismes biologiques, peut avoir fourni la protection dont les premiers organismes ont besoin pour pouvoir utiliser un rayonnement photosynthétiquement actif Tout en étant protégé contre les dommages causés par les rayons ultraviolets. Les résultats de cette étude sont largement applicables à l'astrobiologie en raison de l'abondance du fer dans d'autres corps potentiellement habitables et de la pression évolutive pour utiliser le rayonnement solaire lorsqu'ils sont disponibles en tant que source d'énergie.

Ce modèle pourrait s'appliquer à une forme de vie potentielle sur Mars ou d'autres corps où l'eau liquide et le rayonnement ultraviolet pourraient avoir été présents à des niveaux significatifs. Sur la base des propriétés spectrales de l'oxyde d'oxyde / oxyhydroxyde, des processus géologiques probables et des résultats d'expériences avec les organismes photosynthétiques, Euglena sp. Et Chlamydomonas reinhardtii, nous proposons un scénario où la photosynthèse et finalement l'oxygénation de l'atmosphère dépendaient de la protection des microbes précoces par des oxydes / oxydroxydes ferriques en nanophase.

Cet article vient de Cambridge edit publié