Toda United Indusrial (Zhejiang) Co., Ltd.

Нанофаза оклид железа как ключевой ультрафиолетовый солнцезащитный крем для древних фотосинтетических микробов

Addtime: 2017/08/30   Read:363  Font size: Large Small

Мы предлагаем, чтобы материалы на основе нанофазы оклид железа обеспечивали важные ниши для древних фотосинтетических микробов на Земле, что в конечном итоге привело к оксигенации атмосферы Земли и образованию депозитов оклид железа.

Атмосферный кислород и озон поглощают ультрафиолетовое излучение на Земле сегодня, обеспечивая существенную защиту фотосинтезирующих организмов. Поскольку потоки ультрафиолетового излучения, вероятно, были еще выше на ранней Земле, чем сегодня, доступ к солнечной радиации был особенно рискован для ранних организмов. Тем не менее, мы знаем, что фотосинтез возник рано и сыграл решающую роль в последующей эволюции. Первостепенное значение имеет защита ниже 290 нм, где происходит пик нуклеиновой кислоты (~ 260 нм) и белка (~ 280 нм). Нанофазные частицы оксида железа / оксигидроксида поглощают и, таким образом, блокируют летальное ультрафиолетовое излучение, пропуская свет через большую часть видимой и ближней инфракрасной областей, представляющих интерес для фотосинтеза (от 4оклид железа до 11оклид железа нм).

Кроме того, они были доступны в ранних средах и синтезированы многими организмами. Основываясь на экспериментах с использованием нанофазных минералов оксида железа / оксигидроксида в качестве солнцезащитного крема для фотосинтезирующих микробов, мы предполагаем, что железо, обильный элемент, широко используемый в биологических механизмах, может обеспечить защиту, которую необходимы ранние организмы, чтобы иметь возможность использовать фотосинтетически активное излучение Будучи защищенным от ультрафиолетового повреждения. Результаты этого исследования широко применимы к астробиологии из-за обилия железа в других потенциально обитаемых телах и эволюционного давления для использования солнечного излучения, когда оно доступно в качестве источника энергии.

Эта модель может применяться к потенциальной форме жизни на Марсе или других телах, где жидкая вода и ультрафиолетовое излучение могли присутствовать на значительных уровнях. Основываясь на спектральных свойствах оксида железа / оксигидроксида, вероятных геологических процессах и результатах экспериментов с фотосинтезирующими организмами, Euglena sp. И Chlamydomonas reinhardtii, мы предлагаем сценарий, в котором фотосинтез и, в конечном счете, оксигенация атмосферы зависят от защиты ранних микробов нанофазными оксидами железа / оксигидроксидами.

Эта статья опубликована в Cambridge edit