Zamislite potpuno jalov svijet. Pred vama je vulkanski krajolik, lišen flore i faune. Po ovom sivom i crnom prostranstvu raštrkane su plitke vodene površine. U svakom od ovih prirodnih bazena kuha se precizna mješavina kemikalija i fizičkih uvjeta koji bi mogli poslužiti kao izvor života na našem planetu.
Neki su naučnici teoretizirali da je prizor mogao izgledati otprilike ovako, a ne kao okruženje okeana, kada se život prvi put pojavio na Zemlji prije otprilike 4 milijarde godina, a studija usmjerena oko današnjeg jezera u kanadskoj pokrajini British Columbia nudi nove podrške toj ideji, piše CNN.
Plitka, slana vodena masa smještena na vulkanskom kamenu — poznata kao jezero Last Chance — sadrži naznake da su karbonatima bogata jezera u drevnoj Zemlji mogla biti "kolijevka života", prema koautoru studije Davidu Catlingu, profesoru na Univerzitetu Washington. Otkriće, objavljeno u časopisu Nature 9. januara, moglo bi unaprijediti naučno razumijevanje o tome kako je život nastao.
"Uspjeli smo potražiti specifične uvjete koje ljudi koriste za sintetiziranje građevnih blokova života u prirodi", rekao je Catling. “Mislimo da imamo vrlo obećavajuće mjesto za nastanak života.”
Catling i njegovi kolege prvi put su postali svjesni jezera kao mjesta na koje su usredotočili svoja istraživanja nakon što je pregled literature otkrio neobjavljeni magistarski rad iz 1990-ih koji je tamo zabilježio neobično visoke razine fosfata. Ali istraživači su to morali vidjeti sami.
Jezero Posljednje šanse
Jezero Last Chance nije dublje od 1 stope. Smješten na vulkanskoj visoravni u Britanskoj Kolumbiji preko 1000 metara (3280 stopa) iznad razine mora, sadrži najviše razine koncentriranog fosfata ikada zabilježene u bilo kojem prirodnom vodenom tijelu na Zemlji.
Kritična komponenta bioloških molekula, fosfat je kemijski spoj koji sadrži element fosfor koji održava život. Nalazi se u molekulama kao što su RNK i DNK, kao i u ATP-u, molekuli neophodnoj za proizvodnju energije u svim oblicima života. Obilje fosfata u jezeru Last Chance je više od 1000 puta više od onoga što je tipično za okeane ili jezera, prema Sebastianu Haasu, postdoktorskom istraživaču koji proučava mikrobiologiju i hemiju vodenih okoliša na Univerzitetu Washington koji je vodio rad.
Između 2021. i 2022. tim istraživača posjetio je jezero Last Chance kako bi prikupio i analizirao uzorke vode i sedimenta.
Tada su otkrili da jezero Last Chance nije samo leglo fosfata, već i minerala dolomita, koji omogućuje nakupljanje fosfora u ovom okruženju, a nastao je kao odgovor na reakciju u jezeru između kalcija, magnezija i karbonata. Hemijski procesi spajanja, pod utjecajem minerala iz vulkanske stijene na kojoj se jezero formiralo, kao i sušne klime, učinkovito su proizveli jedinstvene koncentracije fosfata - niz uvjeta za koje istraživači vjeruju da su nekoć mogli dovesti do pojave života na Zemlja, prema Haasu.
"Dodajemo kredibilitet ideji da bi ova vrsta okoliša bila povoljna za nastanak života i da je vjerojatna", rekao je.
Jezero Last Chance nije staro 4 milijarde godina — zapravo, procjenjuje se da postoji manje od 10.000 godina. Stranica je jednostavno moderna analogija ili prirodna snimka prošlosti koja u konačnici nudi naučnicima priliku da bolje razumiju kako je primordijalna Zemlja mogla izgledati izvan laboratorija.
"Postoji svaki razlog vjerovati da bi se slična jezera pojavila na prvom kopnu prije otprilike 4 milijarde godina, jer su vulkanske stijene na kojima se nalazi jezero Last Chance u osnovi preduvjet za formiranje soda jezera", rekao je Haas. "A ono što ovdje djelomično pokazujemo je da je kemijski sastav vode u soda jezeru preduvjet za ove visoke razine fosfata."
Darwinova topla mala jezerca
"Soda jezera" kao što je jezero Last Chance plitka su vodena tijela puna otopljenog natrija i karbonata - slično kao soda bikarbona - koji obično nastaju interakcijom između vode i vulkanskog kamenja. Mogu se pronaći širom svijeta, ali su daleko rjeđi od drugih slanih vodenih tijela.
"Ovakva jezera imaju najviše razine fosfata koji odgovaraju onome što ljudi koriste u laboratoriju za izradu (genetske molekule)", rekao je Catling.
Kada su naučnici u laboratoriju pokušali replicirati hemijske reakcije koje čine biomolekule za koje se vjeruje da su ključne za nastanak života , potrebne koncentracije fosfata su do milion puta veće od onih koje se inače nalaze u prirodnim vodenim tijelima svijeta.
"Da ste imali ovakve vrste jezera na drevnoj Zemlji, bila bi jako bogata fosfatima, baš kao i jezero Posljednje šanse", dodao je Catling.
Vodene površine poput ovih dugo su bile na radaru naučnicika kao potencijalni izvori iskonskog života. U 1800-ima, Charles Darwin prvi je pisao o svojoj teoriji o "toplom malom jezercu ", koja je tvrdila da su topla, plitka jezera bogata fosfatima mogla biti mjesta gdje su se formirale prve molekule života.
"Dio onoga što je (Darwin) zamislio su ovi pjenušavi bazeni… poput Yellowstonea ", rekao je Matthew Pasek, profesor na Univerzitetu Južne Floride koji proučava hemiju fosfora i porijeklo nauke o životu.
Ali ovo nije jedina popularna teorija o tome kako se život prvi put pojavio na Zemlji prije nekoliko milijardi godina. Drugi je da je život započeo u hidrotermalnim izvorima u dubokom moru.
Nova studija dodaje skupu dokaza koji podupiru hipotezu o toplom malom jezercu, prema Paseku, koji nije bio uključen u istraživanje.
"Glavna poanta, da možete imati tako visoke koncentracije fosfata u ovim jezercima, definitivno je poduprta ovim otkrićem", rekao je. “I pokazuje, 'Ovako se to može dogoditi'.”
Ipak, fosfat u velikom obilju nije jedina tvar potrebna za nastanak života. Taj popis preduvjeta također uključuje izvore ugljika i dušika, kao i prave hemijske i fizikalne elemente - uključujući fenomene poznate kao mokro-suhi ciklusi - koji omogućuju stvaranje potrebnih hemijskih spojeva i reakcija.
Ali autori su rekli da ne tvrde da današnje jezero Posljednja prilika ima sve komponente potrebne za građevne blokove života - samo da sadrži nekoliko kritičnih dijelova.
"Današnje jezero Posljednjih prilika ne sadrži nekoliko hemikalija za koje sada mislimo da su vjerovatno ključne za nastanak života", rekao je Haas, navodeći cijanid kao jedan od primjera. Prošla istraživanja sugeriraju da je prvobitna verzija soda lakea možda sadržavala tu tvar.
Iako ovaj rad "ne rješava jedinstveno pitanje odakle je život nastao", prema Woodwardu Fischeru, geobiologu s Kalifornijskog instituta za tehnologiju koji nije bio uključen u studiju, on "naglašava okoline na površini Zemlje danas koje naučnici mogu proučiti detaljnije kako biste bolje razumjeli mehaniku odgovornu za uspostavljanje života na našem planetu i potencijalno drugdje.”
Porijeklo života na Zemlji — i šire
Ako se život doista pojavio u soda jezerima na kopnu, umjesto na dnu oceana, ta bi spoznaja teoretski mogla pomoći u potrazi za dokazima života izvan Zemlje.
"Ako ste mislili da je život nastao na dnu oceana, mogli biste pobliže pogledati subglacijalni ocean na satelitima Saturna i Jupitera", rekao je Haas. "Ali ako mislite da je život nastao na zemljinoj površini, planeti poput Marsa mogli bi biti puno važniji."
Ista vrsta kamene formacije koja proizvodi soda jezera može se naći na velikom dijelu površine stjenovitih planeta kao što je Mars - što sugerira da je život možda nastao na sličan način drugdje u svemiru.
"Razumijevanje kako je život nastao na Zemlji ima veliku važnost za našu potragu za životom izvan Zemlje", rekao je Haas za CNN. "Bolje razumijevanje o tome kako je život nastao na Zemlji govori o tome gdje tražiti život na drugim planetima ili mjesecima drugih planeta u Sunčevom sustavu."
