Μια ρηχή λίμνη στον Καναδά θα μπορούσε να δείχνει την προέλευση της ζωής στη Γη

By | February 18, 2024

Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα για συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές ανακαλύψεις και πολλά άλλα.

Φανταστείτε έναν κόσμο εντελώς άνυδρο. Μπροστά σας είναι ένα ηφαιστειακό τοπίο, χωρίς χλωρίδα και πανίδα. Διάσπαρτα σε όλη αυτή τη γκρίζα και μαύρη έκταση υπάρχουν ρηχά σώματα νερού. Σε κάθε μία από αυτές τις φυσικές πισίνες, παράγεται ένα ακριβές μείγμα χημικών και φυσικών συνθηκών που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πηγή ζωής στον πλανήτη μας.

Μερικοί επιστήμονες έχουν υποστηρίξει ότι η σκηνή θα μπορούσε να μοιάζει πολύ με αυτό, παρά με ωκεάνιο σκηνικό, όταν εμφανίστηκε ζωή στη Γη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, και μια μελέτη που επικεντρώθηκε γύρω από μια σημερινή λίμνη στην καναδική επαρχία της Βρετανικής Κολομβίας προσφέρει νέα ανακαλύψεις. υποστήριξη αυτής της ιδέας.

Το ρηχό, αλμυρό σώμα νερού φωλιασμένο σε ηφαιστειακό βράχο – γνωστό ως Last Chance Lake – έχει ενδείξεις ότι οι πλούσιες σε ανθρακικά λίμνες στην αρχαία Γη θα μπορούσαν να ήταν «λίκνο ζωής», σύμφωνα με τον συν-συγγραφέα της μελέτης David Catling, καθηγητή από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. των γεωεπιστημών. Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature στις 9 Ιανουαρίου, θα μπορούσε να προωθήσει 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 την προέλευση της ζωής».

Ο Catling και οι συνεργάτες του αντιλήφθηκαν τη λίμνη ως ένα μέρος για να επικεντρώσουν την έρευνά τους, αφού μια βιβλιογραφική ανασκόπηση αποκάλυψε μια αδημοσίευτη μεταπτυχιακή εργασία από τη δεκαετία του 1990 που είχε καταγράψει ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα φωσφορικών αλάτων εκεί. Αλλά οι ερευνητές έπρεπε να το δουν μόνοι τους.

Last Chance Lake

Η λίμνη Last Chance Lake δεν είναι περισσότερο από ένα πόδι βαθιά. 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.

Ένα κρίσιμο συστατικό των βιολογικών μορίων, το φωσφορικό είναι μια χημική ένωση που περιέχει το ζωτικό στοιχείο, τον φώσφορο. Βρίσκεται σε μόρια όπως το RNA και το DNA, καθώς και στο ATP, ένα μόριο απαραίτητο για την παραγωγή ενέργειας σε όλες τις μορφές ζωής. Η αφθονία φωσφορικών αλάτων στη λίμνη Last Chance Lake είναι πάνω από 1.000 φορές μεγαλύτερη από την τυπική για τους ωκεανούς ή τις λίμνες, σύμφωνα με τον Sebastian Haas, μεταδιδακτορικό ερευνητή που μελετά τη μικροβιολογία και τη χημεία των υδάτινων περιβαλλόντων στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον που ηγήθηκε του άρθρου της μελέτης.

Μεταξύ 2021 και 2022, η ομάδα ερευνητών επισκέφτηκε τη λίμνη Last Chance για να συλλέξει και να αναλύσει δείγματα νερού και ιζημάτων.

Το Haas εμφανίζει ένα κομμάτι του φλοιού λιμνών ξηρής περιόδου που ελήφθη από τη λίμνη Last Chance τον Σεπτέμβριο του 2022. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη λίμνη ως

Ο Χάας εμφανίζει ένα κομμάτι φλοιού λιμνών ξηρής εποχής που ελήφθη από τη λίμνη Last Chance Lake τον Σεπτέμβριο του 2022. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη λίμνη ως «αναλογικό περιβάλλον» για να κατανοήσουν τις λίμνες σόδας στην πρώιμη Γη. -David C. Catling

Τότε ανακάλυψαν ότι η Last Chance Lake δεν είναι μόνο μια εστία φωσφορικών αλάτων, αλλά και του ορυκτού δολομίτη, που επιτρέπει τη συσσώρευση φωσφόρου σε αυτό το περιβάλλον και σχηματίστηκε ως απάντηση σε μια αντίδραση στη λίμνη μεταξύ ασβεστίου, μαγνησίου και ανθρακικού. Σύνθετες χημικές διεργασίες, επηρεασμένες από τα ορυκτά στο ηφαιστειακό πέτρωμα πάνω στο οποίο σχηματίστηκε η λίμνη, καθώς και από ένα άνυδρο κλίμα, παρήγαγαν αποτελεσματικά τις μοναδικές συγκεντρώσεις φωσφορικών αλάτων – ένα σύνολο συνθηκών που οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να έχουν οδηγήσει στην εμφάνιση ζωής στο λίμνη. Γη. Γη, σύμφωνα με τον Haas.

«Προσθέτουμε αξιοπιστία στην ιδέα ότι αυτό το είδος περιβάλλοντος θα ήταν ευνοϊκό για την προέλευση της ζωής και είναι εύλογο», είπε.

Η λίμνη Last Chance δεν είναι 4 δισεκατομμυρίων ετών – στην πραγματικότητα, υπολογίζεται ότι είναι λιγότερο από 10.000 ετών. Η τοποθεσία είναι απλώς ένα σύγχρονο ανάλογο ή μια φυσική στιγμιότυπο του παρελθόντος που προσφέρει τελικά στους επιστήμονες την ευκαιρία να κατανοήσουν καλύτερα πώς θα έμοιαζε η πρώιμη Γη έξω από ένα εργαστήριο.

«Υπάρχουν κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι παρόμοιες λίμνες θα είχαν εμφανιστεί στην πρώτη Γη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, επειδή τα ηφαιστειακά πετρώματα στα οποία βρίσκεται η Λίμνη Τελευταία Ευκαιρία 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 σόδας είναι η προϋπόθεση για αυτά τα υψηλά επίπεδα φωσφορικών αλάτων».

Οι μικρές ζεστές λίμνες του Δαρβίνου

Οι «λίμνες σόδας», όπως η Last Chance Lake, είναι ρηχά σώματα νερού γεμάτα με διαλυμένο νάτριο και ανθρακικό – όπως και η μαγειρική σόδα – που συνήθως προέρχονται από αλληλεπιδράσεις μεταξύ νερού και ηφαιστειακών πετρωμάτων. Μπορούν να βρεθούν σε όλο τον κόσμο, αλλά είναι πολύ λιγότερο κοινά από άλλα αλατούχα σώματα νερού.

«Αυτοί οι τύποι λιμνών έχουν τα υψηλότερα επίπεδα φωσφορικών αλάτων που ταιριάζουν με αυτά που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι στο εργαστήριο για να παράγουν (γενετικά μόρια)», είπε ο Catling.

Όταν οι επιστήμονες προσπάθησαν να αναπαραγάγουν στο εργαστήριο τις χημικές αντιδράσεις που σχηματίζουν τα βιομόρια που πιστεύεται ότι είναι θεμελιώδη για την προέλευση της ζωής, οι απαιτούμενες συγκεντρώσεις φωσφορικών αλάτων είναι έως και ένα εκατομμύριο φορές υψηλότερες από αυτές που συνήθως βρίσκονται στα φυσικά υδάτινα σώματα του κόσμου.

«Αν είχατε αυτούς τους τύπους λιμνών στην αρχαία Γη, θα ήταν πολύ πλούσιες σε φωσφορικά άλατα, ακριβώς όπως η Last Chance Lake», πρόσθεσε ο Catling.

Υδάτινα σώματα όπως αυτά βρίσκονται εδώ και καιρό στο ραντάρ των επιστημόνων ως πιθανές πηγές αρχέγονης ζωής. Το 1800, ο Κάρολος Δαρβίνος έγραψε για πρώτη φορά για τη θεωρία του για τη «μικρή ζεστή λίμνη», η οποία πρότεινε ότι οι θερμές, ρηχές, πλούσιες σε φωσφορικά λίμνες θα μπορούσαν να ήταν εκεί όπου σχηματίστηκαν τα πρώτα μόρια της ζωής.

«Μέρος αυτού που φαντάζεται (ο Δαρβίνος) είναι αυτές οι πισίνες που αναβράζουν…όπως το Yellowstone», είπε ο Μάθιου Πάσεκ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα που μελετά τη χημεία του φωσφόρου και την προέλευση των βιοεπιστημών.

Αλλά αυτή δεν είναι η μόνη δημοφιλής θεωρία για το πώς πρωτοεμφανίστηκε η ζωή στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα άλλο είναι ότι η ζωή ξεκίνησε σε υδροθερμικές οπές στον πυθμένα της θάλασσας.

Η νέα μελέτη προσθέτει στο σύνολο των στοιχείων που υποστηρίζουν την υπόθεση της μικρής θερμής λίμνης, σύμφωνα με τον Πάσεκ, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα.

«Η ουσία, ότι είναι δυνατόν να υπάρχουν τόσο υψηλές συγκεντρώσεις φωσφορικών αλάτων σε αυτές τις λίμνες, ενισχύεται σίγουρα από αυτή την ανακάλυψη», είπε. «Και δείχνει, «Έτσι μπορεί να συμβεί αυτό».

Ωστόσο, το άφθονο φωσφορικό δεν είναι η μόνη ουσία απαραίτητη για την προέλευση της ζωής. Αυτή η λίστα προϋποθέσεων περιλαμβάνει επίσης πηγές άνθρακα και αζώτου, καθώς και τα σωστά χημικά και φυσικά στοιχεία –συμπεριλαμβανομένων φαινομένων γνωστών ως υγρών και ξηρών κύκλων– που επιτρέπουν τον σχηματισμό των απαραίτητων ενώσεων και χημικών αντιδράσεων.

Αλλά οι συγγραφείς είπαν ότι δεν υποστηρίζουν ότι η σημερινή Last Chance Lake έχει όλα τα στοιχεία που χρειάζονται για να χτιστεί η ζωή — απλώς ότι περιέχει μερικά κρίσιμα κομμάτια.

«Η σημερινή Λίμνη Τελευταία Ευκαιρία δεν περιέχει πολλές χημικές ουσίες που τώρα πιστεύουμε ότι είναι πιθανώς κρίσιμες για την προέλευση της ζωής», είπε ο Χάας, αναφέροντας το κυάνιο ως παράδειγμα. Προηγούμενες μελέτες υποδηλώνουν ότι μια αρχέγονη εκδοχή της λίμνης σόδας μπορεί κάλλιστα να περιλάμβανε την ουσία.

Αν και αυτή η εργασία «δεν επιλύει με μοναδικό τρόπο το ερώτημα από πού προήλθε η ζωή», σύμφωνα με τον Woodward Fischer, γεωβιολόγο στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια που δεν συμμετείχε στη μελέτη, «τονίζει τα περιβάλλοντα στην επιφάνεια της Γης σήμερα που οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν σε περισσότερες λεπτομέρειες για να κατανοήσουμε καλύτερα τους μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για τη δημιουργία ζωής στον πλανήτη μας και ενδεχομένως αλλού».

Η προέλευση της ζωής στη Γη – και πέρα

Εάν η ζωή προέκυψε πράγματι σε λίμνες αναψυκτικού 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.

«Αν νομίζατε ότι η ζωή προέρχεται από τον πυθμένα του ωκεανού, θα μπορούσατε να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά στον υποπαγετώνο ωκεανό στα φεγγάρια του Κρόνου και του Δία», είπε ο Haas. «Αλλά αν σκεφτούμε ότι η ζωή προήλθε από την επιφάνεια της γης, πλανήτες όπως ο Άρης θα μπορούσαν να είναι πολύ πιο σημαντικοί».

Ο ίδιος τύπος σχηματισμού πετρωμάτων που παράγει λίμνες σόδας μπορεί να βρεθεί 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 ξεκίνησε η ζωή στη Γη είναι σημαντική για την αναζήτησή μας για ζωή πέρα ​​από τη Γη», είπε ο Haas στο CNN. «Η καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο προήλθε η ζωή στη Γη ενημερώνει πού να αναζητήσετε ζωή σε άλλους πλανήτες ή φεγγάρια άλλων πλανητών, στο ηλιακό σύστημα».

Ayurella Horn-Muller αναφέρθηκε για τον Axios and Climate Central. Το βιβλίο του, «Devored: The Extraordinary Story of Kudzu, the Vine That Ete the South», θα κυκλοφορήσει την άνοιξη.

Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία από το CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *