اكتشف العلماء بحيرة يمكن أن تكون مناسبة لـ “برك داروين الصغيرة الدافئة” حيث بدأت الحياة على الأرض البدائية.
توصل فريق من العلماء من جامعة واشنطن إلى هذا الاكتشاف عندما عثروا على “بحيرة صودا” ضحلة في غرب كندا يبدو أنها تتمتع بالكيمياء والظروف التي قد يحتاجها جسم صغير من الماء لتسهيل التوليف التلقائي للجزيئات المعقدة التي أدى إلى ظهور الحياة على الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة.
بحيرات الصودا، مثل تلك التي يركز عليها هذا البحث، عبارة عن مسطحات مائية صغيرة تحتوي على مستويات عالية من الكربونات الذائبة والصوديوم، تشبه وجود كمية كبيرة من صودا الخبز الملقاة فيها. ومع ذلك، في هذه الحالة، فإن المستويات العالية من الصوديوم والكربونات الذائبة تنتج عن التفاعلات بين الماء والصخور البركانية.
يمكن أن تساعد النتائج في حل مشكلة طويلة الأمد في تفسير كيفية ظهور الحياة على الأرض ويمكن تطبيقها أيضًا على كواكب أخرى في النظام الشمسي، مثل المريخ والزهرة.
متعلق ب: كشفت عينات من كويكب ريوجو أن الحياة خارج الأرض قد تتشكل في أبرد أعماق الفضاء
منذ خمسينيات القرن العشرين، تمكن الباحثون من استخلاص جزيئات بيولوجية مثل الأحماض الأمينية والوحدات البنائية للحمض النووي الريبوزي (RNA) من جزيئات غير عضوية، ولكن هناك مشكلة طويلة الأمد تتعلق بالخطوة التالية من هذه العملية. يحتاج الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA)، وهما الجزيئات الأساسية للحياة، وكذلك أغشية الخلايا الحية، إلى عمود فقري من الجزيئات الموجودة بشكل طبيعي في عنصر الفوسفور، المعروف باسم الفوسفات.
إن تركيزات الفوسفات اللازمة لتكوين الجزيئات الحيوية في المختبر أعلى بما يصل إلى مليون مرة من المستويات الموجودة عادة في الأنهار أو البحيرات أو المحيطات. وأصبح هذا يعرف باسم “مشكلة الفوسفات” في نظريات نشوء الحياة على الأرض، ويشير هذا البحث الجديد إلى أن بحيرات الصودا يمكن أن تكون الحل.
وقال ديفيد كاتلينج، كبير الباحثين وأستاذ علوم الأرض والفضاء بجامعة واشنطن، في بيان: “أعتقد أن بحيرات الصودا هذه توفر حلاً لمشكلة الفوسفات”. “إجابتنا تبعث على الأمل: هذه البيئة يجب أن تحدث في بداية الأرض، وربما على كواكب أخرى، لأنها مجرد نتيجة طبيعية للطريقة التي تتكون بها أسطح الكواكب وكيفية عمل كيمياء المياه.”
لماذا تعتبر بحيرات الصودا مهودًا محتملة للحياة؟
بالإضافة إلى المستويات العالية من الكربونات الذائبة والصوديوم، تحتوي بحيرات الصودا أيضًا على كميات كبيرة من الفوسفات، حيث كشفت دراسة أجريت عام 2019 أن تركيزات هذه الجزيئات في هذه المسطحات المائية الصغيرة يمكن أن تكون أكبر بما يصل إلى مليون مرة من تلك الموجودة في المسطحات النموذجية من ماء. وهذا يعني أن بحيرات الصودا يمكن أن تكون المواقع المثالية لظهور جزيئات الحياة الرئيسية.
ولاختبار ذلك، شرعت جامعة واشنطن في فحص بحيرة صودا كهذه، واستقرت في بحيرة لاست تشانس، وهي بحيرة غامضة بعمق قدم واحد (30 سم) وجدت في نهاية طريق ترابي على هضبة كاريبو في كولومبيا البريطانية. كندا. تم تحديد أن بحيرة الصودا هذه تحتوي على أعلى مستوى معروف للفوسفات في التسعينيات.
لا تحتوي بحيرة Last Chance Lake على صخور بازلتية بركانية في قاعها فحسب، بل إنها تشهد أيضًا مناخًا جافًا وعاصفًا يحافظ على انخفاض مستويات المياه وتركيز المركبات الذائبة عن طريق تبخر المياه الواردة بسرعة.
وقام العلماء الذين يقفون وراء هذا البحث الجديد بزيارة البحيرة ثلاث مرات بين عامي 2021 و2022، سواء في الصيف أو عندما كانت متجمدة في الشتاء.
وقال سيباستيان هاس، عضو الفريق وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة واشنطن: “لديك هذا الملح الجاف الذي يبدو مسطحًا، ولكن هناك زوايا وزوايا. وبين الملح والرواسب، هناك جيوب صغيرة من الماء تحتوي على نسبة عالية من الفوسفات المذاب”. . “ما أردنا أن نفهمه هو لماذا ومتى يمكن أن يحدث هذا على الأرض القديمة، من أجل توفير مهد لأصل الحياة”.
وبعد فحص عينات الماء ورواسب البحيرة والقشرة المالحة الموجودة في بحيرة لاست تشانس لفهم كيمياء البحيرة، وجد الفريق أن الكالسيوم قد اتحد مع كميات وفيرة من الكربونات والمغنيسيوم لتكوين الدولوميت.
وهذا يختلف عن الوضع في البحيرات الأخرى حيث عادة ما يرتبط الفوسفات بالكالسيوم لتكوين فوسفات الكالسيوم، الذي يشكل المينا على أسناننا وهو غير قابل للذوبان، مما يستنزف مستويات الفوسفات.
نتيجة لاحتجاز الكالسيوم في الدولوميت في بحيرة لاست تشانس، هناك الكثير من بقايا الفوسفات الحر؛ إذا تم العثور على هذه الظروف في برك المياه منذ حوالي 4 مليارات سنة، فإن هذا من شأنه أن يسمح للمكونات الرئيسية لأصل كيمياء الحياة بالوجود بالتركيزات العالية اللازمة.
قصص ذات الصلة
– ربما كانت الحياة ممكنة بعد ثوانٍ فقط من الانفجار الكبير
– الحياة كما نعرفها قد تكون لها جذورها في سحابة كونية قديمة وباردة
– قد يكون اكتشاف الحياة الغريبة أسهل إذا بحثنا عن “العوالم الجوراسية”. هذا هو السبب
لم يجد الفريق فقط أن بحيرة الفرصة الأخيرة تشير إلى أن بحيرات الصودا هي مرشحة قوية للمواقع التي يمكن أن تكون قد بدأت فيها الحياة على الأرض، لكنهم يتوقعون أن تكون ظروف هذه البحيرات شائعة في أجسام النظام الشمسي الأخرى وعبر الكواكب خارج النظام الشمسي. الكواكب خارج المجموعة الشمسية، أو الكواكب الخارجية.
وقال هاس: “لقد درسنا البيئة الطبيعية التي ينبغي أن تكون مشتركة في جميع أنحاء النظام الشمسي”. “تنتشر الصخور البركانية على أسطح الكواكب، لذلك من الممكن أن تكون كيمياء الماء نفسها قد حدثت ليس فقط على الأرض المبكرة، ولكن أيضًا على المريخ المبكر وأوائل كوكب الزهرة إذا كان الماء السائل موجودًا.”
وخلص كاتلينج إلى أن “هذه النتائج الجديدة ستساعد في إعلام الباحثين في أصل الحياة الذين إما يقومون بتكرار هذه التفاعلات في المختبر أو يبحثون عن بيئات يحتمل أن تكون صالحة للحياة على كواكب أخرى”.
تم نشر بحث الفريق في مجلة Nature Communications Earth & Environment.