Исследование Вашингтонского университета, опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, сообщает, что мелкое «содовое озеро» на западе Канады может соответствовать требованиям, необходимым для зарождения жизни. Жизнь могла возникнуть в одном из таких озер на ранней Земле примерно 4 миллиарда лет назад.
При правильных условиях сложные молекулы жизни могут возникать спонтанно, но это требует чрезвычайно высоких концентраций фосфатов. Фосфат образует «основу» РНК и ДНК, а также является ключевым компонентом клеточных мембран. Концентрации фосфатов, необходимые для образования биомолекул, в сотни миллионов раз превышают уровни, обычно встречающиеся в реках, озерах или океане. Эту «фосфатную проблему» возникновения жизни могут решить содовые озера.
Содовые озера получили свое название из-за большого количества растворенных натрия и карбоната. Так получается в результате реакций между водой и вулканическими породами под ней. В содовых озерах также часто встречается высокий уровень растворенных фосфатов.
Исследователи объединили химические модели с лабораторными экспериментами, чтобы показать, что естественные процессы могут привести к концентрации фосфатов в этих озерах до уровня в 1 миллион раз выше, чем в других водоемах. Они также могут быть кандидатами на жизнь на других планетах.
«На поверхности планет преобладают вулканические породы, поэтому такой же химический состав воды мог иметь место не только на ранней Земле, но также на раннем Марсе и ранней Венере, если бы вода присутствовала там», — сказал ведущий автор Себастьян Хаас.
Самый высокий уровень природных фосфатов — в озере Последний шанс во внутренней части Британской Колумбии (Канада). В большинстве озер растворенный фосфат быстро соединяется с кальцием, но в озере Ласт Ченс кальций соединяется с карбонатами и магнием, образуя доломит. Когда кальций превращается в доломит и не остается в воде, фосфату не с чем связываться, его концентрация возрастает.
В соседних озерах обитают цианобактерии, которые извлекают газообразный азот из воздуха. Цианобактерии, как и все другие формы жизни, также нуждаются в фосфатах, и их растущая популяция потребляет часть фосфатов, содержащихся в озерной воде. Но озеро Последний шанс слишком соленое. Это делает его лучшим аналогом ранней Земли.
Биография Земли: что было до нас
Тайна зарождения жизни: химики раскрыли механизм образования пептидов в воде
Ключ к зарождению жизни на Земле: ученые создали РНК, которая эволюционирует сама
Биофизики воспроизвели условия, в которых на Земле зародилась жизнь