Plitko jezero u Kanadi moglo bi da ukaže na poreklo života na Zemlji

SciTech 20. feb 202423:08 2 komentara
Shuttestock

Zamislite potpuno jalov svet. Pred vama je vulkanski pejzaž, lišen flore i faune. Po ovom sivom i crnom prostranstvu rasute su plitke vodene površine. U svakom od ovih prirodnih bazena "kuva" se precizna mešavina hemikalija i fizičkih uslova koji mogu poslužiti kao izvor života na našoj planeti.

Neki naučnici su teoretisali da je scena mogla izgledati tako, a ne kao okeansko okruženje, kada se život prvi put pojavio na Zemlji pre otprilike četiri milijarde godina. Studija usredsređena na današnje jezero u kanadskoj provinciji Britanska Kolumbija nudi nove podršku toj ideji, piše CNN.

Plitka, slana voda koja se nalazi na vulkanskoj steni – poznata kao jezero Poslednja šansa (Last Chance) – sadrži tragove da su jezera bogata karbonatima na drevnoj Zemlji mogla biti „kolevka života“, kaže koautor studije Dejvid Ketling, profesor Univerziteta u Vašingtonu.

To otkriće, objavljeno u časopisu Nature, moglo bi da unapredi naučno razumevanje o tome kako je život počeo.

„Uspeli smo da potražimo specifične uslove koje ljudi koriste da bi sintetizovali ‘gradivne blokove života’ u prirodi“, rekao je Ketling. „Mislimo da imamo veoma obećavajuće mesto za nastanak života“, dodao je.

PROČITAJTE I:

Ketling i njegove kolege prvi put su postali svesni jezera kao mesta za fokusiranje svojih istraživanja nakon što je pregled literature otkrio neobjavljeni magistarski rad iz 1990-ih koji je tamo zabeležio neobično visoke nivoe fosfata. Ali istraživači su u to morali sami da se uvere.

Jezero Poslednja šansa nije duboko više od 30cm. Smešten na vulkanskoj visoravni u Britanskoj Kolumbiji na preko 1.000 metara nadmorske visine, sadrži najviši nivo koncentrovanog fosfata ikada zabeleženog u bilo kojoj prirodnoj vodi na Zemlji.

Kritična komponenta bioloških molekula, fosfat, je hemijsko jedinjenje koje sadrži element fosfor koji održava život. Nalazi se u molekulima kao što su RNK i DNK, kao i u adenozin-trifosfatu (ATP), molekulu neophodnom za proizvodnju energije u svim oblicima života.

Obilje fosfata u jezeru Poslednja šansa je više od 1.000 puta više od onoga što je tipično za okeane ili jezera, kaže Sebastijan Haas, postdoktorski istraživač koji proučava mikrobiologiju i hemiju vodenog okruženja na Univerzitetu u Vašingtonu, a koji je vodio ovaj rad.

Između 2021. i 2022. godine, tim istraživača je posetio jezero da prikupi i analizira uzorke vode i sedimenta.

Tada su otkrili da jezero nije samo leglo fosfata, već i minerala dolomita, koji omogućava da se fosfor akumulira u ovoj sredini i koji je nastao kao odgovor na reakciju u jezeru između kalcijuma, magnezijuma i karbonata. Hemijski procesi kombinovanja, pod uticajem minerala iz vulkanske stene na kojoj se jezero formiralo, kao i sušna klima, efikasno su proizveli jedinstvene koncentracije fosfata – skup uslova za koje istraživači veruju da je nekada mogao da dovede do pojave života na Zemlja, prema Hasu.

„Mi dodajemo kredibilitet ideji da bi ova vrsta okruženja bila povoljna za nastanak života i da je verovatna“, rekao je.

Jezero nije staro četiri milijarde godina – ustvari, procenjuje se da ima manje od 10.000 godina. Sajt je jednostavno moderan analog ili prirodna slika prošlosti koja na kraju nudi naučnicima priliku da bolje razumeju kako je prvobitna Zemlja možda izgledala van laboratorije.

„Postoje svi razlozi da se veruje da su se slična jezera pojavila na prvoj zemlji pre oko 4 milijarde godina, jer su vulkanske stene na kojima se nalazi jezero Last Chance u osnovi preduslov za formiranje soda jezera“, rekao je Has. „A ono što ovde delimično pokazujemo je da je hemijski sastav vode u ‘soda jezeru’ preduslov za ove visoke nivoe fosfata“, dodao je.

„Jezera sode“ kao što je jezero Poslednja šansa su plitke vodene površine pune rastvorenog natrijuma i karbonata — slično kao soda bikarbona — koje obično potiču iz interakcije između vode i vulkanskih stena. Mogu se naći širom sveta, ali su daleko ređe od drugih slanih vodenih tela.

„Ovakva jezera imaju najviši nivo fosfata koji odgovara onome što ljudi koriste u laboratoriji za proizvodnju (genetski molekuli)“, rekao je Ketling.

Kada su naučnici u laboratoriji pokušali da repliciraju hemijske reakcije koje čine biomolekule za koje se veruje da su ključni za nastanak života, potrebne koncentracije fosfata su do milion puta veće od onih koje se inače nalaze u prirodnim vodenim telima u svetu.

„Da ste imali ove vrste jezera na drevnoj Zemlji, bila bi zaista bogata fosfatom, baš kao i jezero Poslednja šansa“, dodao je Ketling.

Vodene površine poput ovih dugo su bile na radaru naučnika kao potencijalni izvori prvobitnog života. Tokom 1800-ih, Čarls Darvin je prvi pisao o svojoj teoriji o „toplom malom jezercetu“, koja je sugerisala da su topla, plitka jezera bogata fosfatima mogla biti mesto gde su se formirali prvi molekuli života.

„Deo onoga što je (Darvin) zamislio jesu ovi ‘penušavi bazeni’… poput Jeloustona“, rekao je Metju Pasek, profesor na Univerzitetu Južne Floride koji proučava hemiju fosfora i poreklo nauka o životu.

Ali ovo nije jedina popularna teorija o tome kako se život prvi put pojavio na Zemlji pre nekoliko milijardi godina. Druga je da je život počeo u hidrotermalnim izvorima u dubokom moru.

Nova studija dodaje skupu dokaze koji podržavaju hipotezu o toplom malom jezercetu, kaže Pasek, koji nije bio uključen u istraživanje.

Ipak, fosfat u masovnom izobilju nije jedina supstanca potrebna za nastanak života. Ta lista preduslova takođe uključuje izvore ugljenika i azota, kao i prave hemijske i fizičke elemente – uključujući fenomene poznate kao ciklusi mokro-suvo – koji omogućavaju formiranje neophodnih hemijskih jedinjenja i reakcija.

Ali autori su rekli da ne tvrde da današnje jezero Poslednja šansa ima sve komponente potrebne za građevne blokove života – samo da sadrži nekoliko ključnih delova.

„Sadašnje jezero ne sadrži nekoliko hemikalija za koje sada mislimo da su verovatno ključne za nastanak života“, rekao je Has, navodeći kao primer cijanid. Prethodne studije sugerišu da je iskonska verzija ‘soda jezera’ možda uključivala tu supstancu.

Koje je tvoje mišljenje o ovome?

Učestvuj u diskusiji ili pročitaj komentare