Արդյո՞ք ֆոսֆորով հարուստ լճերը նպաստեցին Երկրի վրա կյանքի սկիզբը:

Բարձր սպիտակ սյուներով և ամպերով լիճ երկնքում:

Մոնո լիճը Արևելյան Կալիֆոռնիայում: Այս աղի լիճը `աղի հենարաններով, հարուստ է կարբոնատներով և ֆոսֆորով, ինչը նման է այն լճերին, որոնք նոր հետազոտության մեջ ներգրավված գիտնականները կարծում են, որ օգնել են միլիարդավոր տարիներ առաջ Երկրի վրա կյանքի էվոլյուցիային: Պատկեր ՝ Մեթյու Դիլոնի/ Flickr/ միջոցովՎաշինգտոնի համալսարան.


Ինչպե՞ս սկսվեց կյանքը Երկրի վրա: Դա գիտության ամենահիմնական հարցերից մեկն է: Մեծ առաջընթաց է գրանցվել, բայց դեռ շատ հանելուկներ կան: Այժմ, Վաշինգտոնի համալսարանի (UW) հետազոտողները ներկայացնում են մի քանի հետաքրքիր նոր բացահայտումներ, որոնք ներառում ենֆոսֆոր, մեր իմացած կյանքի համար անհրաժեշտ քիմիական բաղադրիչներից մեկը: Նրանք ուսումնասիրել են, թե ինչպես կարբոնատներով հարուստ լճերում ֆոսֆորի բարձր մակարդակը կարող էր նպաստել մեր մոլորակի վրա կյանքի սկիզբին:

Նորգրախոսվածուսումնասիրություն էրհրապարակված2019 թվականի դեկտեմբերի 30,Գիտությունների ազգային ակադեմիայի տեղեկագիր.


Ուսումնասիրությունը կենտրոնանում է այն բանի վրա, ինչ գիտնականներն են անվանումայնֆոսֆատխնդիր.

Այսինքն, Երկրի վրա կյանքի կառուցման տարրերը ստեղծվում են քիմիական ռեակցիաներով, որոնք պահանջում են մեծ քանակությամբ ֆոսֆոր: Սակայն ֆոսֆորը մեր մոլորակի վրա բավականին սակավ է, ուստի որտեղի՞ց է այն բավականաչափ առաջացրել կյանքի զարգացման համար: ԻնչպեսOnatոնաթան ԹոներUW- ի ՝ նոր թերթի առաջին հեղինակը, ասաց ահայտարարություն:

50 տարի շարունակ ֆոսֆատի խնդիրը տառապում է կյանքի ծագման ուսումնասիրություններին:

ForVM 2020 լուսնային օրացույցները մատչելի են: Գրեթե վաճառված: Պատվիրեք հիմա!


Քիմիական խորհրդանիշ P- ը շագանակագույն հողից դուրս եկող փոքր կանաչ երկու տերևանի սածիլների կողքին:

Ֆոսֆորը այն վեց հիմնական քիմիական տարրերից մեկն է, որն անհրաժեշտ է մեր կառուցողական կյանքի համար: Պատկերը միջոցովRoanoke բնապատկերներ.

Մուգ հատիկների կոնաձև կույտ ՝ քառակուսի վրա:

Սև ֆոսֆորի նմուշ միկրոչիպի վրա: Պատկերը միջոցովMUO.

Կարծես թե պատասխանը կարող է լինել որոշ տեսակի լճերում, որոնք հարուստ ենկարբոնատներ, ածխաթթու կամ ածխաթթու գազից ստացված քիմիական միացություններ: Գտնվելով բոլոր յոթ մայրցամաքներում `այս լճերը հանդիպում են չոր միջավայրում ընկած հատվածներում: Նրանք նաեւ հայտնի են որպես ալկալային կամսոդա լճերև ունեն գոլորշիացման բարձր տեմպեր: Այս գոլորշիացումը ջուրը կենտրոնացնում է աղի և ալկալայինի `բարձրpH- լուծումներ: Գիտնականներն ուսումնասիրել են կարբոնատներով հարուստ տարբեր լճեր, այդ թվում ՝Մոնո լիճԿալիֆոռնիայում,Մագադի լիճՔենիայում ևԼոնար լիճՀնդկաստանում.

Պարզվեց, որ ոչ միայն լճերը հարուստ են կարբոնատներով, այլև ֆոսֆորով: Համակենտրոնացումը կարող է տարբեր լինել ՝ կախված նմուշների վերցման ժամանակ և վայրից, սակայն գիտնականները պարզել են, որ այդ լճերը կարող են պարունակել մինչև 50,000 անգամ ավելի շատ ֆոսֆոր, քան ծովի ջուրը, գետերը և այլ տեսակի լճեր: Թվում է, թե դա նրանց իդեալական վայրեր է դարձնում կյանքի ծագման և զարգացման համար: Եվ իսկապես, այս լճերը նույնպես պարունակում են կյանքի լայն տեսականի ՝ մանրէներից մինչև ֆլամինգոներ:


Լճերը նաև օգնում են պատասխանել մեկ այլ հարցի, թե ինչպես կարող էր ֆոսֆորի առատություն լինել վաղ Երկրի վրա, երբ այն դեռ անշունչ էր: Գիտնականները պարզել են, որ դա պայմանավորված է ջրի կարբոնատներով: Նման կարբոնատներով հարուստ ջրերում կարբոնատը դուրս է մղում ֆոսֆատը, որը կապվում է կալցիումի հետ ՝ թողնելով ֆոսֆատի մի մասը չկպակցված: Լաբորատոր թեստերը ցույց տվեցին, որ երբ բաղադրիչները միանում են տարբեր կոնցենտրացիաների, կալցիումը կապվում է կարբոնատների հետ և ֆոսֆատը թողնում ազատորեն ջրի մեջ: Այդ ֆոսֆատն այնուհետև հասանելի կլինի կյանքի համար:

Մակերեսային լճի ափ ՝ ծառերով, արդյունաբերական վերամշակման գործարան և լեռ:

Մագադի լիճը Քենիայում: Պատկերը միջոցովՎիքիպեդիա.

Շրջանաձև լիճ ՝ շրջապատված ծառերով և թփերով:

Լոնար լիճը Հնդկաստանում: Պատկերը միջոցովՎիքիպեդիա.

Թոներն ասել է.


Դա ուղիղ գաղափար է, որն իր գրավչությունն է: Այն լուծում է ֆոսֆատի խնդիրը նրբագեղ և հավանական եղանակով:

Նույնիսկ հնարավոր է, որ ֆոսֆորի մակարդակը կարող է բարձրանալ նույնիսկ ավելի քան մեկ միլիոն անգամ, քան ծովի ջրի մակարդակը, երբ լճի ջրերը գոլորշիանում են չոր եղանակներին, ափամերձ գոտիներում կամ լճի հիմնական մարմնից առանձնացված լողավազաններում: Ըստ ուսումնասիրության համահեղինակԴեյվիդ ՔաթլինգՁԵՐ:

Այս լճերում և լճակներում ֆոսֆատի չափազանց բարձր մակարդակը կարող էր հանգեցնել ռեակցիաների, որոնք ֆոսֆորը դնում էին ՌՆԹ -ի, սպիտակուցների և ճարպերի մոլեկուլային կառուցվածքային տարրերի մեջ, և դրանք բոլորը անհրաժեշտ էին կյանքի համար:

Լճերն իրենք կստեղծվեին Երկրի վրա ածխաթթու գազի գերակշռող մթնոլորտի պատճառով մի քանի միլիարդ տարի առաջ (մինչ կյանքի ի հայտ գալը), ինչը շատ տարբեր կլիներ այսօրվանից: Ածխածնի երկօքսիդը ջրի մեջ կլուծարվեր, որն էլ իր հերթին լճերի ժայռերից ֆոսֆոր էր արձակում:

Ապակի շիշ, պիտակավորված Թույն, որը պարունակում է դեղնավուն հեղուկ:

Այս լճերը նաև բնականաբար արտադրում են ցիանիդ, որը թեև թունավոր է մարդկանց համար, բայց կարևոր է ամինաթթուների և նուկլեոտիդների ձևավորման համար, որոնք հանդիսանում են սպիտակուցների, ԴՆԹ -ի և ՌՆԹ -ի շինանյութերը: Պատկերը միջոցովՔիմիայի աշխարհ.

Թղթից.

Ֆոսֆատներով հարուստ լճերը կարող են նախընտրելիորեն ձևավորվել պրիբիոտիկ Երկրի վրա `ածխաթթուներով CO2- ով հարուստ մթնոլորտների ազդեցության և մանրէաբանական ֆոսֆատների սպառման բացակայության պատճառով: Սա հատկապես մատնանշում է կարբոնատներով հարուստ լճերում կյանքի ծագումը և այդպիսով սահմանում է ջրային պայմանները, որոնք պետք է հաշվի առնել պրեբիոտիկ քիմիկոսները:

Ինչպես բացատրեց Թոները.

Վաղ Երկիրը հրաբխային ակտիվ վայր էր, այնպես որ դուք կունենայիք բազմաթիվ թարմ հրաբխային ժայռեր, որոնք արձագանքում էին ածխածնի երկօքսիդի հետ և կարբոնատ և ֆոսֆոր մատակարարում լճերին: Վաղ Երկիրը կարող էր ընդունել բազմաթիվ կարբոնատներով հարուստ լճեր, որոնք կունենային բավականաչափ բարձր ֆոսֆորի կոնցենտրացիաներ `կյանքը սկսելու համար:

Մոխրագույն ֆոնի դիմաց կապույտ վերնաշապիկով տղամարդ:

Onatոնաթան Թոները Վաշինգտոնի համալսարանում, նոր հետազոտության առաջին հեղինակ: Պատկերը միջոցովՁԵՐ.

Ավելի վաղուսումնասիրություննա նաև պարզել էր, որ այդ լճերը կյանքի առաջացման համար ձեռնտու են նաև այլ կերպ ՝ արտադրելովցիանիդ. Թերևս դա լավ բան չհնչի, բայց ցիանիդը իրականում օգնում է աջակցել ամինաթթուների և նուկլեոտիդների ձևավորմանը, որոնք սպիտակուցների, ԴՆԹ -ի և ՌՆԹ -ի շինանյութերն են:

Ուսումնասիրության մեջ նկարագրված սցենարը բավականին պարզ է թվում, բայց կարող է երկար ճանապարհ բացատրել ՝ բացատրելու համար, թե որքան մեծ քանակությամբ ֆոսֆոր է ստեղծվել Երկրի վրա այն ժամանակ, երբ կյանքը դեռ բացակայում էր, և ինչպես էր այդ կենսական քիմիական նյութը նպաստել կենսաբանության էվոլյուցիայի մեկնարկին: Սա ևս մեկ կարևոր քայլ է հասկանալու, թե ինչպես է կյանքը ծագել և զարգացել մեր մոլորակում:

Եզրակացություն. Վաշինգտոնի համալսարանի նոր ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ ֆոսֆորի քիմիական բաղադրությունը ծագել է կարբոնատներով հարուստ լճերում և օգնել է կյանքը սկսել Երկրի վրա:

Աղբյուր. Կարբոնատներով հարուստ լճի լուծում կյանքի ծագման ֆոսֆատային խնդրին

Վաշինգտոնի համալսարանի միջոցով