Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Φανταστείτε έναν εντελώς άγονο κόσμο. Μπροστά σας απλώνεται ένα ηφαιστειακό τοπίο χωρίς χλωρίδα και πανίδα. Ρηχά σώματα νερού είναι διάσπαρτα σε όλη αυτή την γκριζόμαυρη περιοχή. Σε κάθε μία από αυτές τις φυσικές πισίνες, ένας ακριβής συνδυασμός χημικών και φυσικών συνθηκών παρασκευάζεται που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πηγή ζωής στον πλανήτη μας.
Μερικοί επιστήμονες έχουν υποστηρίξει ότι η σκηνή όταν εμφανίστηκε για πρώτη φορά η ζωή στη Γη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια μπορεί να έμοιαζε περισσότερο με αυτό παρά με θαλασσογραφία, μια μελέτη φέρνει γύρω από μια σημερινή λίμνη στην καναδική επαρχία της Βρετανικής Κολομβίας νέα ευρήματα υποστηρίζουν αυτήν την ιδέα.
Το ρηχό, αλμυρό σώμα νερού σε ηφαιστειακό βράχο – γνωστό ως Last Chance Lake – έχει στοιχεία ότι οι πλούσιες σε ανθρακικά λίμνες στην αρχαία Γη μπορεί να ήταν «λίκνο ζωής», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης David Catling, καθηγητής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον. των επιστημών της γης. Το εύρημα, που δημοσιεύτηκε στις 9 Ιανουαρίου στο περιοδικό Nature, θα μπορούσε να βελτιώσει την επιστημονική κατανόηση του πώς ξεκίνησε η ζωή.
«Καταφέραμε να αναζητήσουμε τις συγκεκριμένες συνθήκες που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να συνθέσουν τα δομικά στοιχεία της ζωής στη φύση», είπε ο Catling. «Πιστεύουμε ότι έχουμε ένα πολλά υποσχόμενο μέρος για να αναδυθεί η ζωή».
Ο Catling και οι συνεργάτες του αντιλήφθηκαν για πρώτη φορά τη λίμνη ως το επίκεντρο της έρευνάς τους, αφού μια βιβλιογραφική έρευνα αποκάλυψε μια αδημοσίευτη μεταπτυχιακή εργασία από τη δεκαετία του 1990 που βρήκε ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα φωσφορικών αλάτων εκεί. Αλλά οι ερευνητές έπρεπε να το δουν μόνοι τους.
Λίμνη τελευταίας ευκαιρίας
Η λίμνη Last Chance δεν είναι μεγαλύτερη από 30 εκατοστά. Βρίσκεται σε ένα ηφαιστειακό οροπέδιο στη Βρετανική Κολομβία πάνω από 1.000 μέτρα (3.280 πόδια) πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, περιέχει τα υψηλότερα επίπεδα συμπυκνωμένων φωσφορικών αλάτων που έχουν καταγραφεί ποτέ σε οποιοδήποτε φυσικό σώμα νερού στη Γη.
Τα φωσφορικά είναι ένα σημαντικό συστατικό των βιολογικών μορίων και μια χημική ένωση που περιέχει το στοιχείο που διατηρεί τη ζωή φώσφορο. Βρίσκεται σε μόρια όπως το RNA και το DNA, καθώς και το ATP, ένα μόριο απαραίτητο για την παραγωγή ενέργειας σε όλες τις μορφές ζωής. Σύμφωνα με τον Sebastian Haas, έναν μεταδιδακτορικό ερευνητή που μελετά τη μικροβιολογία και τη χημεία των υδάτινων περιβαλλόντων στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, ο οποίος ηγήθηκε της εργασίας, η αφθονία φωσφορικών στη λίμνη Last Chance είναι πάνω από 1.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή που είναι τυπική για τους ωκεανούς ή τις λίμνες.
Μεταξύ 2021 και 2022, η ερευνητική ομάδα επισκέφτηκε τη λίμνη Last Chance για να συλλέξει και να αναλύσει δείγματα νερού και ιζημάτων.
Ανακάλυψαν ότι το Last Chance Lake είναι ένα γόνιμο έδαφος όχι μόνο για φωσφορικά άλατα, αλλά και για το ορυκτό δολομίτη, που επιτρέπει στον φώσφορο να συσσωρεύεται σε αυτό το περιβάλλον και σχηματίστηκε ως απάντηση σε μια αντίδραση μεταξύ ασβεστίου, μαγνησίου και ανθρακικού στη λίμνη. Οι χημικές διεργασίες σύνθεσης που επηρεάστηκαν από ορυκτά από το ηφαιστειακό πέτρωμα στο οποίο σχηματίστηκε η λίμνη, καθώς και ένα ξηρό κλίμα, οδήγησαν αποτελεσματικά στις μοναδικές συγκεντρώσεις φωσφορικών αλάτων – ένα σύνολο συνθηκών που οι ερευνητές πιστεύουν ότι κάποτε οδήγησαν στην εμφάνιση της ζωής θα μπορούσε να έχει Η Γη , σύμφωνα με τον Haas.
«Δίνουμε αξιοπιστία και αληθοφάνεια στην ιδέα ότι ένα τέτοιο περιβάλλον θα ήταν ευνοϊκό για την εμφάνιση της ζωής», είπε.
Η Last Chance Lake είναι λιγότερο από 4 δισεκατομμύρια χρόνια – στην πραγματικότητα, υπολογίζεται ότι είναι λιγότερο από 10.000 ετών. Η τοποθεσία είναι απλώς μια σύγχρονη αναλογική ή φυσική στιγμιότυπο του παρελθόντος, προσφέροντας τελικά στους επιστήμονες την ευκαιρία να κατανοήσουν καλύτερα πώς μπορεί να έμοιαζε η αρχική Γη έξω από ένα εργαστήριο.
«Υπάρχουν κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι παρόμοιες λίμνες θα είχαν σχηματιστεί στην πρώτη στεριά πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, επειδή ο ηφαιστειακός βράχος στον οποίο βρίσκεται η Last Chance Lake είναι βασικά προϋπόθεση για το σχηματισμό λιμνών σόδας», είπε ο Haas. «Και αυτό που δείχνουμε εν μέρει εδώ είναι ότι η χημεία του νερού της λίμνης νατρίου είναι η προϋπόθεση για αυτά τα υψηλά επίπεδα φωσφορικών αλάτων».
Οι ζεστές μικρές λιμνούλες του Δαρβίνου
Οι “λίμνες σόδας” όπως η Last Chance Lake είναι ρηχά σώματα νερού γεμάτα διαλυμένο νάτριο και ανθρακικό – παρόμοια με τη μαγειρική σόδα – που σχηματίζονται συνήθως από αλληλεπιδράσεις μεταξύ νερού και ηφαιστειακών πετρωμάτων. Βρίσκονται σε όλο τον κόσμο, αλλά είναι πολύ πιο σπάνια από άλλα αλμυρά νερά.
«Τέτοιες λίμνες έχουν τα υψηλότερα επίπεδα φωσφορικών αλάτων, σύμφωνα με αυτά που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι στο εργαστήριο για να φτιάξουν (γενετικά μόρια)», είπε ο Catling.
Όταν οι επιστήμονες προσπάθησαν σε ένα εργαστήριο να αναπαράγουν τις χημικές αντιδράσεις που παράγουν τα βιομόρια που θεωρούνται κρίσιμα για την εμφάνιση της ζωής, οι απαιτούμενες συγκεντρώσεις φωσφορικών είναι έως και ένα εκατομμύριο φορές υψηλότερες από αυτές που συνήθως βρίσκονται στα φυσικά νερά του κόσμου.
«Αν υπήρχαν λίμνες σαν αυτή στην αρχαία Γη, θα είχαν πολύ υψηλά επίπεδα φωσφορικών αλάτων, όπως ακριβώς η Λίμνη Τελευταία Ευκαιρία», πρόσθεσε ο Κάτλινγκ.
Νερά σαν αυτά βρίσκονται εδώ και καιρό στα ραντάρ των επιστημόνων ως πιθανές πηγές αρχέγονης ζωής. Τον 18ο αιώνα, ο Κάρολος Δαρβίνος έγραψε για πρώτη φορά για τη θεωρία του «ζεστή μικρή λιμνούλα», η οποία πρότεινε ότι οι θερμές, ρηχές, πλούσιες σε φωσφορικά λίμνες μπορεί να ήταν εκεί όπου σχηματίστηκαν τα πρώτα μόρια της ζωής.
«Μέρος αυτού που φαντάζεται (ο Δαρβίνος) είναι αυτές οι λίμνες που αναβράζουν… σαν το Yellowstone», είπε ο Μάθιου Πάσεκ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα που μελετά τη χημεία του φωσφόρου και την εμφάνιση των βιοεπιστημών.
Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μόνη δημοφιλής θεωρία για το πώς πρωτοεμφανίστηκε η ζωή στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ένας άλλος λόγος είναι ότι η ζωή ξεκίνησε σε υδροθερμικές οπές στη βαθιά θάλασσα.
Σύμφωνα με τον Πάσεκ, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, η νέα μελέτη προσθέτει στο σύνολο των αποδεικτικών στοιχείων που υποστηρίζουν την υπόθεση του Warm Little Pond.
«Το κύριο σημείο ότι μπορεί να υπάρχουν τόσο υψηλές συγκεντρώσεις φωσφορικών αλάτων σε αυτές τις λίμνες υποστηρίζεται σίγουρα από αυτό το εύρημα», είπε. «Και δείχνει: «Αυτό μπορεί να συμβεί».
Ωστόσο, τα φωσφορικά άλατα σε μεγάλες ποσότητες δεν είναι η μόνη ουσία που απαιτείται για την ανάδυση της ζωής. Αυτός ο κατάλογος απαιτήσεων περιλαμβάνει επίσης πηγές άνθρακα και αζώτου, καθώς και τα σωστά χημικά και φυσικά στοιχεία – συμπεριλαμβανομένων φαινομένων γνωστά ως κύκλοι υγρού-ξηράν – που επιτρέπουν τον σχηματισμό των απαραίτητων χημικών ενώσεων και αντιδράσεων.
Ωστόσο, οι συγγραφείς είπαν ότι δεν ισχυρίζονται ότι η σημερινή Last Chance Lake έχει όλα τα συστατικά που χρειάζονται για τα δομικά στοιχεία της ζωής – απλώς ότι περιέχει μερικά κρίσιμα κομμάτια.
«Η σημερινή Last Chance Lake δεν περιέχει πολλές χημικές ουσίες που τώρα πιστεύουμε ότι είναι πιθανώς κρίσιμες για την εμφάνιση ζωής», είπε ο Haas, αναφέροντας το κυάνιο ως παράδειγμα. Προηγούμενες μελέτες υποδηλώνουν ότι μια πρωτότυπη εκδοχή της λίμνης σόδας μπορεί κάλλιστα να περιείχε την ουσία.
Σύμφωνα με τον Woodward Fischer, γεωβιολόγο στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια που δεν συμμετείχε στη μελέτη, αυτή η εργασία «δεν επιλύει οριστικά το ερώτημα από πού προήλθε η ζωή», αλλά «απεικονίζει τα περιβάλλοντα στην επιφάνεια της Γης που υπάρχουν σήμερα». Οι επιστήμονες μπορούν να επιτύχουν «Μελέτη με περισσότερες λεπτομέρειες για να κατανοήσουν καλύτερα τους μηχανισμούς που ευθύνονται για την εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας και πιθανώς αλλού».
Η προέλευση της ζωής στη Γη – και πέρα
Εάν η ζωή στην πραγματικότητα προήλθε από λίμνες σόδας στη στεριά και όχι στον πυθμένα του ωκεανού, αυτή η γνώση θα μπορούσε θεωρητικά να βοηθήσει στην αναζήτηση στοιχείων για ζωή πέρα από τη Γη.
«Εάν πιστεύετε ότι η ζωή προέρχεται από τον πυθμένα του ωκεανού, μπορείτε να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά στον υποπαγετώνο ωκεανό στα φεγγάρια του Κρόνου και του Δία», είπε ο Haas. «Αλλά αν πιστεύεται ότι η ζωή προήλθε από τις επιφάνειες της γης, πλανήτες όπως ο Άρης θα μπορούσαν να είναι πολύ πιο σημαντικοί».
Ο ίδιος τύπος σχηματισμού πετρωμάτων που παράγει λίμνες σόδας βρίσκεται σε μεγάλο μέρος της επιφάνειας βραχωδών πλανητών όπως ο Άρης – υποδηλώνοντας ότι η ζωή μπορεί να έχει σχηματιστεί με παρόμοιο τρόπο σε άλλα μέρη του σύμπαντος.
«Η κατανόηση του πώς προέκυψε η ζωή στη Γη έχει μεγάλη σημασία για την αναζήτησή μας για ζωή πέρα από τη Γη», είπε ο Haas στο CNN. «Η απόκτηση καλύτερης κατανόησης του τρόπου με τον οποίο προέκυψε η ζωή στη Γη θα δώσει μια εικόνα για το πού να αναζητήσετε ζωή σε άλλους πλανήτες ή φεγγάρια άλλων πλανητών στο ηλιακό σύστημα».
Αγιουρέλλα Χορν-Μύλλερ έχει αναφερθεί για τον Αξιό και το Climate Central. Το βιβλίο της «Devoured: The Extraordinary Story of Kudzu, the Vine That Ete the South» θα κυκλοφορήσει την άνοιξη.
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com