Плитко езеро в Канада може да сочи към произхода на живота на Земята

Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .

Представете си един напълно безплоден свят. Пред вас е вулканичен пейзаж, лишен от флора и фауна. В тази сива и черна шир са разпръснати плитки водни тела. Във всеки от тези естествени басейни се вари прецизна смес от химикали и физически условия, които могат да служат като източник на живот на нашата планета.

Някои учени теоретизираха, че сцената може да е изглеждала много по този начин, а не като океанска обстановка, когато животът се е появил на Земята за първи път преди около 4 милиарда години, а изследване, съсредоточено около днешно езеро в канадската провинция Британска Колумбия, предлага нови подкрепа за тази идея.

Плиткото, солено водно тяло, разположено върху вулканична скала - известно като езерото Последен шанс - съдържа улики, че богатите на карбонати езера в древната Земя може да са били „люлка на живота“, според съавтора на изследването Дейвид Катлинг, професор от Университета на Вашингтон на геонауките. Откритието, публикувано в списание Nature на 9 януари, може да допринесе за научното разбиране за това как е възникнал животът.

„Успяхме да потърсим специфичните условия, които хората използват, за да синтезират градивните елементи на живота в природата“, каза Катлинг. „Смятаме, че имаме много обещаващо място за произхода на живота.“

Катлинг и колегите му за пръв път разбраха за езерото като място, където да съсредоточат своите изследвания, след като преглед на литературата разкри непубликувана магистърска теза от 90-те години, която регистрира необичайно високи нива на фосфат там. Но изследователите трябваше да го видят сами.

Езеро Последен шанс

Езерото Последен шанс е дълбоко не повече от 1 фут. Разположен на вулканично плато в Британска Колумбия над 1000 метра (3280 фута) над морското равнище, той съдържа най-високите нива на концентриран фосфат, регистрирани някога в естествено водно тяло на Земята.

Критичен компонент на биологичните молекули, фосфатът е химично съединение, което съдържа животоподдържащия елемент фосфор. Намира се в молекули като РНК и ДНК, както и в АТФ, молекула, необходима за производството на енергия във всички форми на живот. Изобилието от фосфат в езерото Last Chance Lake е повече от 1000 пъти повече от това, което е типично за океаните или езерата, според Себастиан Хаас, постдокторант, изучаващ микробиологията и химията на водната среда в Университета на Вашингтон, който ръководи доклада.

Между 2021 г. и 2022 г. екипът от изследователи посети езерото Последен шанс, за да събере и анализира проби от вода и седимент.

Тогава те откриха, че езерото Last Chance е не само огнище за фосфати, но и минерален доломит, който позволява на фосфора да се натрупва в тази среда и се е образувал в отговор на реакция в езерото между калций, магнезий и карбонат. Химическите процеси на смесване, повлияни от минерали от вулканичната скала, върху която се е образувало езерото, както и сух климат, ефективно са произвели уникалните концентрации на фосфат - набор от условия, които изследователите смятат, че някога са довели до появата на живот на Земята, според Хаас.

„Ние добавяме достоверност към идеята, че този тип среда би била благоприятна за произхода на живота и е правдоподобна“, каза той.

Езерото Последен шанс не е на 4 милиарда години – всъщност се смята, че е било на по-малко от 10 000 години. Сайтът е просто модерен аналог или естествена снимка на миналото, която в крайна сметка предлага на учените шанс да разберат по-добре как може да е изглеждала първичната Земя извън лаборатория.

„Има всички основания да вярваме, че подобни езера биха се появили на първата земя преди около 4 милиарда години, тъй като вулканичните скали, върху които се намира езерото Last Chance, са основно предпоставка за образуването на содови езера“, каза Хаас. „И това, което отчасти показваме тук, е, че химията на водата в газираното езеро е предпоставката за тези високи нива на фосфати.“

Малките топли езера на Дарвин

„Содовите езера“ като езерото „Последен шанс“ са плитки водни басейни, пълни с разтворен натрий и карбонат – много като сода за хляб – които обикновено идват от взаимодействията между вода и вулканични скали. Те могат да бъдат намерени по целия свят, но са много по-рядко срещани от други солени водни тела.

„Тези видове езера имат най-високите нива на фосфат, които съответстват на това, което хората използват в лабораторията, за да направят (генетични молекули)“, каза Катлинг.

Когато учените са се опитали в лаборатория да повторят химичните реакции, които правят биомолекулите, за които се смята, че са ключови за произхода на живота, необходимите концентрации на фосфати са до милион пъти по-високи от това, което обикновено се намира в естествените водни басейни на света.

„Ако сте имали този тип езера на древната Земя, те щяха да бъдат наистина богати на фосфати, точно като езерото Последен шанс“, добави Катлинг.

Водни тела като тези отдавна са на радара на учените като потенциални източници на първичен живот. През 1800 г. Чарлз Дарвин за първи път пише за своята теория за „топлото малко езерце“, която предполага, че топли, плитки, богати на фосфати езера може да са били мястото, където са се образували първите молекули на живота.

„Част от това, което (Дарвин) си представя, са тези кипящи басейни... като Йелоустоун“, каза Матю Пасек, професор в Университета на Южна Флорида, който изучава химията на фосфора и произхода на науките за живота.

Но това не е единствената популярна теория за това как животът се е появил на Земята преди милиарди години. Друго е, че животът е започнал в хидротермални отвори в дълбокото море.

Новото проучване добавя към набора от доказателства, които подкрепят хипотезата за топлото малко езерце, според Пасек, който не е участвал в изследването.

„Основният момент, че можете да имате толкова високи концентрации на фосфат в тези езера, определено е подкрепен от това откритие“, каза той. „И това показва, „Ето как може да се случи това.““

И все пак фосфатът в масово изобилие не е единственото вещество, необходимо за произхода на живота. Този списък с предпоставки също включва източници на въглерод и азот, както и правилните химични и физични елементи - включително явления, известни като мокро-сухи цикли - които позволяват образуването на необходимите химични съединения и реакции.

Източник: cnn.com