Isotopische Beweise für biologische Stickstofffixierung durch Molybdän-Stickstoffase aus 3,2 Gyr.

Titel	Isotopische Beweise für biologische Stickstofffixierung durch Molybdän-Stickstoffase aus 3,2 Gyr.
Autoren	Eva E Stüeken, Roger Buick, Bradley M Guy, Matthew C Koehler
Zeitschrift	Natur
Datum	04/30/2015
DOI	10.1038/natur14180
Einführung	Stickstoff ist ein lebenswichtiger Nährstoff, der von allen lebenden Organismen benötigt wird und daher seit der Entstehung des Lebens zur Verfügung stehen muss. Während abiotische Mechanismen wie hydrothermale Reduktion, photochemische Reaktionen oder Blitze atmosphärisches N2 in nutzbare feste Stickstoffspezies wie NH4(+), HCN oder NOx umgewandelt haben könnten, waren diese frühen Quellen auf der Erde wahrscheinlich begrenzt und schränkten das Ausmaß der primordialen Biosphäre ein. Das Auftauchen der Nitrogenase, eines Enzyms, das atmosphärisches N2 in organisches NH4(+) umwandelt, markierte einen bedeutenden Fortschritt in der Diversifizierung des Lebens, auch wenn sein genauer zeitlicher Ablauf unklar bleibt. Diese Studie liefert Stickstoff-Isotopenverhältnisse von durchschnittlich 0,0 ± 1,2‰ aus marinen und fluvialen Sedimentgesteinen, die 3,2 bis 2,75 Milliarden Jahre zurückreichen. Diese Isotopensignaturen sind mit einer abiotischen Entstehung unvereinbar und deuten stark auf eine biologische Stickstofffixierung hin, die höchstwahrscheinlich durch eine auf Molybdän basierende Nitrogenase ermöglicht wird, die die erheblichen negativen Fraktionierungen vermeidet, die mit anderen Nitrogenasetypen verbunden sind. Unsere Ergebnisse legen ein Mindestalter von 3,2 Milliarden Jahren für den Beginn der biologischen Stickstofffixierung fest und deuten darauf hin, dass Molybdän im mittelarchäischen Ozean lange vor dem Großen Oxidationsereignis vorhanden und bioverfügbar war.
Zitat	Eva E Stüeken, Roger Buick und Bradley M Guy et al. Isotopic evidence for biological nitrogen fixation by molybdenum-nitrogenase from 3.2 Gyr.. Nature. 2015. Vol. 520(7549). DOI: 10.1038/nature14180
Element	Molybdän (Mo) , Stickstoff (N)
Materialien	Chemische Verbindungen
Industrie	Landwirtschaft , Forschung & Labor

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