Къде по-точно е люлката на живота?
Къде е почнал животът? През 1871 година, до момента в който размишлява върху този въпрос, Чарлз Дарвин изрича догатката, че животът може да е зародил в „ малко топло езерце “ на повърхността на първичната Земя. Оттогава учените са научили, че комплицираните молекули на живота в действителност могат да се появят от неорганични материали, открити в някои водни басейни. Необходими са единствено подобаващите условия. Сега ново проучване демонстрира, че плитките „ содени езера “ в Западна Канада могат да дават отговор на тези условия.
През 1952 година американският химик Стенли Милър под управлението на Харолд К. Ури организира по този начин наречения опит на Милър-Ури, при който се ревизира дали органични молекули могат да бъдат основани от неорганични. По време на този опит учените откриват, че аминокиселините (градивните детайли на белтъците) и други органични молекули могат да бъдат основани от изискванията на околната среда през ранната Земя. По този метод безапелационно се показва химичната еволюция, при която комплицирани химични субстанции могат да се появят от елементарни с течение на времето.
Оттогава откривателите демонстрират, че градивните детайли на РНК също могат да бъдат основани по сходен метод, само че посредством развой, който изисква извънредно високи концентрации на фосфати. Това е по този начин, тъй като фосфатите образуват „ гръбнака “ на РНК и ДНК, а също по този начин са и съставен елемент на клетъчните мембрани.
Но към тези фосфати е имало един проблем в предишното: с цел да основат биомолекули в лаборатория, откривателите би трябвало да употребяват концентрации на фосфати, които са стотици до 1 милион пъти по-високи от равнищата, които нормално се срещат в естествените реки, езера или океани. Този проблем е бил спънка за образуването на хипотезата за живота.
Фосфатите са съединения на фосфора. А това са три от алотропите на фосфора – бял (ляво); червен (център); лилав (дясно).
„ Мисля, че тези содени езера дават отговор на казуса с фосфатите “, споделя в изказването си старшият създател Дейвид Катлинг, професор по науки за Земята и космоса във Вашингтонския университет. „ Нашият отговор е насърчителен: Тази среда би трябвало да се появи на ранната Земя, а евентуално и на други планети, тъй като е просто натурален резултат от метода, по който са направени планетарните повърхности и по какъв начин работи химията на водата. “
Содовите езера са наречени по този начин поради високите равнища на разперен в тях натрий и карбонат, коeто доста наподобява на разтворената сода за самун. Те получават това свойство от взаимоотношението сред водата и вулканичните скали под повърхността им. Важно е да се означи, че тези езера могат да съдържат и високи равнища на разперен фосфат.
През 2019 година друга работа на Вашингтонския университет сподели, че те може да са били горещата точка за появяването на ранния живот. Чрез съчетание на химически модели с лабораторни опити бе открито, че естествените процеси теоретично биха могли да концентрират равнищата на фосфат до 1 милион пъти по-високи от нормалните.
В новото проучване откривателите се впускат в търсене на евентуални образци за такива условия в природата. Това ги води до езерото Ласт Чанс в Британска Колумбия, Канада.
Това езеро е надълбоко към 30 см, с разнообразни мътни петна и дава отговор на условията за содено езеро. Намира се над вулканична канара (базалт) и е заобиколено от суха, ветровита атмосфера, която поддържа ниски равнища на водата, което разрешава по-високи концентрации на разтворени съединения.
Екипът посещава езерото три пъти в интервала 2021-2022 година: той събира наблюдения при започване на зимата, когато водата е замръзнала; при започване на лятото, когато дъждовете и топящите се ледени потоци покачват равнището ѝ; и в края на лятото, когато то съвсем пресъхва.
В множеството езера разтвореният фосфат бързо се свързва с калция и образува калциев фосфат – твърдото вещество, от което е изработен емайлът на зъбите ни. По този метод фосфатът се отстранява от водата. Но в Ласт Чанс калцият се свързва с карбонат и магнезий, образувайки доломит. Това значи, че фосфатът няма сътрудник за свързване, заради което концентрацията му се покачва.
„ Това проучване прибавя от ден на ден доказателства, че изпаряващите се содени езера стават среда, която дава отговор на условията за химията на произхода на живота, като натрупват основни съставки във високи концентрации “, споделя Катлинг.
В други езера, като да вземем за пример близкото езеро Гуденоф, всеки свободен фосфат нормално се употребява от други форми на живот, да вземем за пример цианобактерии – само че в Ласт Чанс наличието на сол е толкоз високо, че има малко живи организми, които да го употребяват. Това, съгласно екипа, способства за пригодността му като аналог на другояче безжизнената Земя.
„ Тези нови открития ще оказват помощ на откривателите на произхода на живота, които или възпроизвеждат тези реакции в лабораторията, или търсят евентуално обитаеми среди на други планети “, споделя Катлинг.
