Ученые заявили, что нашли "колыбель жизни на Земле"

Исследователи из Вашингтонского университета представили новую гипотезу, предполагающую, что жизнь на нашей планете могла зародиться в мелких "содовых озерах". Одно такое озеро они даже нашли в Канаде.

Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment, а коротко о нем рассказывает Phys.org. Идея не нова - еще Чарльз Дарвин предположил, что жизнь могла возникнуть в "маленьком теплом пруду" при правильном сочетании химических веществ и энергии. По сути, ученые из Вашингтонского университета развили эту мысль.

Они пишут, что "маленьким теплым прудом" на самом деле могли являться мелкие "содовые озера", которые существовали на ранней стадии эволюции Земли примерно 4 миллиарда лет назад. Более того, исследователи утверждают, что такие озера имеются и сейчас. По их мнению, мелкое "содовое озеро", обнаруженное на западе Канады, вполне может соответствовать условиям, необходимым для спонтанного возникновения жизни.

Ученым давно известно, что при "правильных" условиях сложные молекулы, необходимые для жизни, могут возникать спонтанно. Для этого нужны аминокислоты, строительные блоки белков, строительные блоки РНК. Но для появления последних необходимо присутствие чрезвычайно высоких концентраций фосфатов. Исследователи объясняют, что фосфаты образуют основу РНК и ДНК, а также являются ключевым компонентом клеточных мембран.

"Концентрации фосфатов, необходимые для образования биомолекул в лаборатории, в сотни миллионов раз превышают уровни, обычно встречающиеся в реках, озерах и океанах, - сообщают исследователи. - Это называется "фосфатной проблемой" возникновения жизни".

Ведущий автор работы Дэвид Кэтлинг говорит, что "содовые озера" решают указанную проблему. "Наш ответ обнадеживает: такая среда должна была возникнуть на ранней Земле и, возможно, на других планетах, потому что это всего лишь естественный результат того, как созданы поверхности планет и как работает химия воды", - утверждает он.

"Содовые озера" получили свое название из-за высокого содержания растворенного натрия и карбоната, похожего на растворенную пищевую соду. Это результат реакций между водой и вулканическими породами под ней. В таких озерах может присутствовать очень высокий уровень растворенных фосфатов. В 2019 году команда провела лабораторные эксперименты. Они показали, что естественные процессы теоретически способны довести концентрацию фосфатов в "содовых озерах" до уровня, который в миллион раз выше, чем в обычных водоемах.

В рамках нового исследования ученые в конце лета 2022 года посетили озеро на западе Канады. Называется оно Last Chance Lake, что в переводе означает "последний шанс". К моменту приезда ученых вода в нем почти испарилась, оставив на поверхности соленую корку. Но при обследовании были найдены небольшие карманы воды с высоким содержанием растворенных в них фосфатов.

Анализ образцов воды показал, что испаряющиеся "содовые озера" действительно могут представлять собой среду, отвечающую требованиям химии происхождения жизни, поскольку они накапливают ключевые ингредиенты в высоких концентрациях. Так, в соседнем озере Гуденаф обитают цианобактерии, которые извлекают газообразный азот из воздуха. А цианобактерии, как и все другие формы жизни, нуждаются в фосфатах. Их растущая популяция потребляет часть фосфатов, содержащихся в озерной воде.

Однако озеро "Последний шанс" все-таки оказалось настолько соленым, что в его среде способны обитать лишь некоторые водоросли. Ученые говорят, что оно является аналогом среды, существовавшей на ранней Земле, когда она была безжизненной. Тем не менее, именно в таких озерах и могли сформироваться условия, подходящие для зарождения жизни.