รูปแบบสิ่งมีชีวิตแรกบนโลกจำเป็นต้องมีส่วนผสมของ pu pu แต่หนึ่งในส่วนผสมเหล่านั้นคือฟอสฟอรัสแร่มีนักวิทยาศาสตร์งงงวยมานาน ไม่มีใครรู้ว่าฟอสฟอรัสซึ่งเป็นหนึ่งในหกองค์ประกอบทางเคมีหลักของสิ่งมีชีวิตนั้นมีอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์เพียงพอบนโลกยุคแรกที่ชีวิตจะระเบิดออกมา
ตอนนี้นักวิจัยอาจมีคำตอบ; ทะเลสาบที่เจริญรุ่งเรืองในที่แห้งแล้งบนโลกยุคแรกน่าจะมีบทบาทสำคัญในการจัดหาฟอสฟอรัสนักวิจัยเขียนในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ 30 ธันวาคมในวารสารวิชาการของ National Academy of Sciences
การค้นพบอธิบายว่าแร่ที่หายากนี้มีมากในซุปดั่งเดิมของโลกได้อย่างไร ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าชีวิตมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นได้อย่างไร โจนาธานโทนนักวิจัยร่วมศึกษาศาสตราจารย์โลกและวิทยาศาสตร์อวกาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าวว่าเป็นเวลา 50 ปีที่สิ่งที่เรียกว่า 'ปัญหาฟอสเฟต' ได้ก่อให้เกิดการศึกษาเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต
ฟอสฟอรัสมีความสำคัญต่อชีวิตอย่างที่เรารู้ แร่ธาตุนี้ช่วยสร้างกระดูกสันหลังของ DNA และ RNA molecules ยึดไขมันหรือไขมันที่แยกเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมรอบตัวพวกเขา; และช่วยให้พลังงานชีวิตทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหลักในโมเลกุลเช่น adenosine triphosphate หรือ ATP
เพื่อตรวจสอบ "ปัญหาฟอสเฟต" นักวิจัยในการศึกษาใหม่ดูทะเลสาบที่อุดมไปด้วยคาร์บอเนตซึ่งพบได้ในสภาพแวดล้อมที่แห้ง ทะเลสาบเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าทะเลสาบโซดาก่อตัวขึ้นเมื่อน้ำจากภูมิทัศน์โดยรอบไหลเข้าสู่ภาวะซึมเศร้า การระเหยกลายเป็นน้ำเกลือและด่าง (หมายถึงมีค่า pH สูง)
นักวิจัยทำการวัดปริมาณฟอสฟอรัสในทะเลสาบโซดาทั่วโลกรวมถึงในทะเลสาบโมโนและเซียร์เลของแคลิฟอร์เนียทะเลสาบมากาดีของเคนยาและทะเลสาบโลนาร์ของอินเดีย
ในขณะที่ความเข้มข้นของฟอสฟอรัสแตกต่างกันไปตามฤดูกาลทะเลสาบที่อุดมไปด้วยคาร์บอเนตเหล่านี้มีฟอสฟอรัสมากกว่า 50,000 เท่าที่พบในน้ำทะเลแม่น้ำและทะเลสาบประเภทอื่นตามที่นักวิจัยและนักวิจัยร่วม David Catling ศาสตราจารย์ด้านโลกและอวกาศ วิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
ความเข้มข้นสูงเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่ากระบวนการทางธรรมชาติอนุญาตให้ฟอสฟอรัสสะสมในทะเลสาบเหล่านี้นักวิจัยกล่าว อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องยากที่จะทดสอบทะเลสาบด้วยตัวเองเพราะพวกมันมีสัตว์หลากหลายชนิดที่มีผลกระทบต่อองค์ประกอบทางเคมีของแต่ละทะเลสาบ ตัวอย่างเช่นทะเลสาบมากาดีของแอฟริกาเป็นที่ตั้งของฝูงนกฟลามิงโกที่มีชื่อเสียง
เพื่อให้เข้าใจว่าทะเลสาบที่ไม่มีชีวิตสามารถก่อให้เกิดชีวิตได้อย่างไรนักวิจัยจึงทดลองใช้น้ำที่อุดมด้วยคาร์บอเนตในขวด
ทีมตั้งข้อสังเกตว่าเนื่องจากเนื้อหาของคาร์บอเนตโซดาทะเลสาบมีระดับฟอสฟอรัสสูง โดยปกติแล้วแคลเซียมในทะเลสาบจะจับกับฟอสฟอรัสเพื่อสร้างแร่ธาตุที่เป็นของแข็งของแคลเซียมฟอสเฟตซึ่งทำให้แร่ธาตุที่เป็นองค์ประกอบของพวกมันไม่สามารถเข้าถึงได้ แต่ในทะเลสาบที่มีระดับคาร์บอเนตสูงคาร์บอเนตจะมีฟอสเฟตที่จับกับแคลเซียม เป็นผลให้บางส่วนของฟอสเฟตสามารถใช้ได้อย่างอิสระในน้ำตามการทดลองโดย Toner และ Catling
“ มันเป็นความคิดที่ตรงไปตรงมาซึ่งเป็นสิ่งดึงดูด” Toner กล่าว "มันแก้ปัญหาฟอสเฟตอย่างสง่างามและน่าเชื่อถือ"
ฤดูกาลนี้
ในช่วงฤดูแล้งระดับฟอสเฟตสามารถขัดขวางในทะเลสาบโซดาซึ่งหมายความว่าวัตถุเหล่านี้สามารถมีระดับฟอสเฟตสูงกว่าระดับน้ำทะเลถึง 1 ล้านเท่า
“ ระดับฟอสเฟตที่สูงมากในทะเลสาบและสระน้ำเหล่านี้น่าจะผลักดันปฏิกิริยาที่ทำให้ฟอสฟอรัสอยู่ในหน่วยการสร้างโมเลกุลของ RNA โปรตีนและไขมันซึ่งทั้งหมดนี้จำเป็นต่อการดำเนินชีวิต” Catling กล่าวในแถลงการณ์
ประมาณ 4 พันล้านปีก่อนอากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ในโลกจะช่วยสร้างทะเลสาบที่มีระดับฟอสฟอรัสสูง นั่นเป็นเพราะทะเลสาบที่อุดมไปด้วยคาร์บอเนตมักจะก่อตัวในที่ที่บรรยากาศมีระดับคาร์บอนไดออกไซด์สูง นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำทำให้มีความเป็นกรดมากขึ้นซึ่งจะปล่อยฟอสฟอรัสจากหิน
"โลกยุคแรกนั้นเป็นสถานที่ที่มีภูเขาไฟดังนั้นคุณจะมีหินภูเขาไฟจำนวนมากที่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และจัดหาคาร์บอเนตและฟอสฟอรัสให้กับทะเลสาบ" Toner กล่าว โลกยุคแรกอาจมีทะเลสาบที่อุดมด้วยคาร์บอเนตจำนวนมากซึ่งจะมีความเข้มข้นของฟอสฟอรัสสูงพอที่จะทำให้ชีวิตเริ่มต้นขึ้น
การศึกษาครั้งนี้เป็นการเสริมบทความอื่นที่นักวิจัยสองคนตีพิมพ์ในปี 2562 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโซดาทะเลสาบยังสามารถให้ไซยาไนด์ที่เพียงพอซึ่งเป็นสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ไม่ใช่จุลินทรีย์ดั้งเดิม ไซยาไนด์อาจสนับสนุนการก่อตัวของกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโปรตีน DNA และ RNA ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของชีวิต
