Dünyadaki ilk yaşam formlarının var olması için bir pu pu içerik tabağına ihtiyacı vardı, ancak bu bileşenlerden biri olan mineral fosfor, uzun süredir şaşkın bilim adamlarına sahip. Hiç kimse, yaşamın altı ana kimyasal elementinden biri olan fosforun, yaşamın ortaya çıkması için erken Dünya'da nasıl yeterli hale geldiğini bilmiyordu.
Şimdi araştırmacılar cevap verebilir; araştırmacılar, 30 Aralık'ta Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri dergisinde yayımlanan yeni bir çalışmada, erken dünyadaki kuru yerlerde gelişen göllerin muhtemelen fosfor tedarikinde önemli bir rol oynadığını yazdı.
Bulgu, bu kıt mineralin Dünya'nın ilkel çorbasında nasıl bollaştığını açıklıyor. Daha açık bir ifadeyle, bilim insanlarının yaşamın nasıl ortaya çıktığını anlamalarına yardımcı olur. Washington Üniversitesi'nde yer ve dünya bilimleri araştırma görevlisi profesörü olan araştırmacı yardımcı araştırmacı Jonathan Toner, "50 yıldır, 'fosfat sorunu' adı verilen şey, yaşamın kökeni üzerine çalışmalara musallat oldu," dedi.
Fosfor bildiğimiz gibi yaşam için çok önemlidir. Mineral, DNA ve RNA moleküllerinin omurgasını oluşturmaya yardımcı olur; hücreleri çevrelerindeki ortamdan ayıran lipitleri veya yağları tutturur; ve adenosin trifosfat veya ATP gibi moleküllerde ana bileşen olarak hizmet eden yaşam enerjisi sağlanmasına yardımcı olur.
"Fosfat problemini" araştırmak için, yeni çalışmada araştırmacılar kuru ortamlarda bulunan karbonat bakımından zengin göllere baktılar. Soda gölleri olarak da bilinen bu göller, çevredeki manzaradan gelen su bir depresyona girdiğinde oluşur. Buharlaşma daha sonra göl suyunu tuzlu ve alkaliye çevirir (yani yüksek bir pH'a sahiptir).
Araştırmacılar, Kaliforniya'daki Mono ve Searles gölleri, Kenya'nın Magadi Gölü ve Hindistan'ın Lonar Gölü dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki soda göllerinde fosfor ölçümleri yaptılar.
Fosfor konsantrasyonları mevsime göre değişmekle birlikte, Toner'e ve Dünya ve uzay profesörü olan araştırmacı eş araştırmacı David Catling'e göre, karbonat bakımından zengin bu göllerin deniz suyunda, nehirlerde ve diğer göl türlerinde bulunanlardan 50.000 kat daha fazla fosforu vardı. Washington Üniversitesi'nde fen bilimleri.
Araştırmacılar, bu yüksek konsantrasyonların doğal bir sürecin bu göllerde fosfor birikmesine izin verdiğini ileri sürdü. Bununla birlikte, göllerin kendileri üzerinde deney yapmak zordu, çünkü her gölün kimyasal bileşimini etkileyen muhteşem bir hayvan dizisine ev sahipliği yapıyorlar. Örneğin Afrika'nın Magadi Gölü, ünlü bir flamingo sürüsüne ev sahipliği yapmaktadır.
Cansız bir gölün nasıl can verebileceğini anlamak için, araştırmacılar şişelerde karbonat bakımından zengin su üzerinde deney yaptılar.
Ekip, karbonat içeriği nedeniyle soda göllerinin yüksek fosfor seviyelerine sahip olduğunu belirtti. Normal olarak, göllerdeki kalsiyum, kurucu minerallerini yaşam için erişilemez hale getiren katı kalsiyum fosfat mineralleri yapmak için fosfora bağlanır. Ancak yüksek karbonat seviyesine sahip göllerde karbonat, kalsiyuma bağlanmada fosfattan daha üstün olur. Sonuç olarak, Toner ve Catling tarafından yapılan deneylere göre, fosfatın bir kısmı suda serbestçe bulunur.
Toner, "Bu basit bir fikir, bu onun cazibesi." Dedi. "Fosfat problemini zarif ve makul bir şekilde çözüyor."
'Sezon bu
Kuru mevsimlerde, soda göllerinde fosfat seviyeleri yükselebilir, bu da bu cisimlerin deniz suyundakinden 1 milyon kat daha yüksek fosfat seviyelerine sahip olabileceği anlamına gelir.
Catling, "Bu göller ve havuzlardaki son derece yüksek fosfat seviyeleri, fosforu RNA'nın, proteinlerin ve yağların moleküler yapı taşlarına sokan ve hepsi de yaşamı sürdürmek için gerekli olan reaksiyonları tetiklerdi." Dedi.
Yaklaşık 4 milyar yıl önce, erken Dünya'nın karbondioksit yönünden zengin havası, yüksek fosfor seviyelerine sahip bu tür göllerin yaratılmasına yardımcı olacaktı. Çünkü karbonat bakımından zengin göller genellikle atmosferlerin yüksek karbondioksit seviyelerine sahip olduğu yerlerde oluşur. Ayrıca, karbondioksit suda çözünür, bu da onu daha asidik hale getirir ve bu da kayaları fosfor salar.
Toner, "İlk Dünya volkanik olarak aktif bir yerdi, bu nedenle karbondioksit ile reaksiyona giren ve göllere karbonat ve fosfor sağlayan çok sayıda taze volkanik kaya olurdu." Dedi. "İlk Dünya, hayata başlamak için yeterince yüksek fosfor konsantrasyonlarına sahip olacak birçok karbonat açısından zengin göle ev sahipliği yapmış olabilir."
Bu çalışma, 2019'da yayınlanan iki araştırmacının başka bir makalesini tamamlıyor, bu da soda göllerinin aynı zamanda insanlara ölümcül olan ancak ilkel mikroplara değil de bir kimyasal olan bol siyanür sağlayabildiğini gösteriyor. Araştırmacılar, siyanür, amino asitlerin ve nükleotitlerin, proteinlerin yapı taşlarının, DNA ve RNA'nın - aslında yaşamın temel bileşenleri olan oluşumunu destekleyebilirdi.
