Првим животним облицима на Земљи био је потребан пу путер састојака, али један од тих састојака, минерални фосфор, научници су дуго збуњивали. Нико није знао како је фосфор, један од шест главних хемијских елемената живота, постао довољно богат на раној Земљи да би живот могао избити.
Истраживачи ће можда имати одговор; језера која су успевала на сувим локацијама на раној Земљи вероватно су играла кључну улогу у снабдевању фосфором, написали су истраживачи у новој студији објављеној 30. децембра у часопису Процеедингс оф тхе Натионал Ацадеми оф Сциенцес.
Налаз објашњава како је овај оскудни минерал постао обилнији Земљином првобитном супом. Једноставније речено, то помаже научницима да схвате како је живот вероватно настао. "Током 50 година, оно што се назива" проблем са фосфатима ", мучило је студије о пореклу живота", изјавио је у изјави ко-истраживач Јонатхан Тонер, доцент за науке о земљи и свемиру са Универзитета у Вашингтону.
Фосфор је кључан за живот какав знамо. Минерал помаже у формирању окоснице молекула ДНК и РНК; сидри липиди или масти који раздвајају ћелије од окружења око њих; и помаже у обезбеђивању животне енергије, служи као главна компонента у молекулама као што је аденосин трифосфат или АТП.
Да би истражили „проблем са фосфатима“, истраживачи су у новој студији погледали језера богата карбонатима, која се налазе у сувим окружењима. Ова језера, позната и као сода језера, настају када вода из околног пејзажа уђе у потиштеност. Испаравањем тада вода у језеру постаје слана и алкална (што значи да има високи пХ).
Истраживачи су извршили мерење фосфора у језерима сода широм света, укључујући калифорнијска језера Моно и Сеарлес, кенијско језеро Магади и индијско језеро Лонар.
Иако су концентрације фосфора варирале према сезони, ова језера богата карбонатима имају и до 50 000 пута више фосфора него што их има у морској води, рекама и другим врстама језера, изјавио је Тонер и истраживач студије Давид Цатлинг, професор Земље и свемира науке на Универзитету Вашингтон.
Ове високе концентрације сугерисале су да природни процес омогућава фосфору да се акумулира у овим језерима, рекли су истраживачи. Међутим, на самим језерима је било тешко експериментирати, јер у њима живе сјајне врсте животиња које утичу на хемијски састав сваког језера. Афричко језеро Магади, на пример, дом је чувеног јата фламинга.
Да би разумели како беживотно језеро може дати живот, истраживачи су експериментирали на боцама са карбонатима.
Тим је приметио да, због садржаја карбоната, сода језера имају висок ниво фосфора. Обично се калцијум у језерима веже за фосфор да би створио чврсте минерале калцијум фосфат, због чега су њихови саставни минерали неприступачни за живот. Али у језерима са високим нивоом карбоната карбонат надмашује фосфат у везивању за калцијум. Као резултат, неки фосфат је слободно доступан у води, према експериментима који су вршили Тонер и Цатлинг.
"То је једноставна идеја, која је његова привлачност", рекао је Тонер. "То решава проблем са фосфатима на елегантан и веродостојан начин."
'Ово је сезона
Током сушних сезона, ниво фосфата може порасти у сочним језерима, што значи да ова тела могу имати ниво фосфата милион пута већи од оних у морској води.
"Изузетно високи нивои фосфата у овим језерима и локвама покренули би реакције које би фосфор ставиле у молекуларне градивне блокове РНК, протеина и масти. Све је то било потребно да би се живот започео", рекао је Цатлинг у изјави.
Пре око 4 милијарде година, рани ваздух богат угљен-диоксидом Земље помогао би у стварању таквих језера са високим нивоом фосфора, рекли су истраживачи. То је зато што се језера богата карбонатима често формирају у атмосфери која има висок ниво угљен диоксида. Даље, угљендиоксид се раствара у води, чинећи га киселијим, што заузврат ослобађа фосфор из стијена.
"Рана Земља је била вулканско активно место, тако да бисте имали пуно свежих вулканских стена реагирајући угљен-диоксидом и снабдевали језера карбонатом и фосфором", рекао је Тонер. "Рана Земља је могла угостити многа језера богата карбонатима, која би имала довољно високе концентрације фосфора да започну живот."
Ово истраживање допуњује још један рад два истраживача објављена 2019. године, који показује да сода језера такође могу испоручити довољно цијанида, хемикалије која је смртоносна за људе, али не и за примитивне микробе. Цијанид је могао да подржи стварање аминокиселина и нуклеотида, градивне блокове протеина, ДНК и РНК - у суштини, кључних састојака живота, рекли су истраживачи.
