Fosfori on elämän kannalta keskeinen alkuaine, jota löytyy DNA:sta, RNA:sta ja ATP:stä. Sen harvinaisuus Maapallon pinnalla herättää kysymyksen: miten elämän ensimmäiset muodot ovat voineet saada sitä riittävästi? Kokeet osoittavat, että esikemialliset reaktiot vaativat fosforipitoisuuksia, jotka ovat huomattavasti suurempia kuin luonnollisesti saatavilla olevat.
Koulut Mono-järvellä
Wikimedia-kuva
Wikimedia-kuva
Craig Walton, tutkija ETH Zürichissä, ehdottaa ratkaisua. Suuret soodajärvet, kuten Mono-järvi Kaliforniassa, menettävät vettään vain haihtumisen kautta. Tämä mekanismi mahdollistaa fosforin kertymisen, luoden elämän syntymiselle suotuisan ympäristön. Nämä järvet tarjoavat kemiallista vakautta, jota pienissä altaissa ei voi saavuttaa.
Pienet järvet eivät voi ylläpitää riittäviä fosforitasoja pitkällä aikavälillä. Elämä kuluttaisi nopeasti tämän elintärkeän resurssin. Sen sijaan suuret järvet saavat jatkuvaa fosforin saantia jokien kautta, mikä kompensoi biologisen toiminnan aiheuttamia hävikkejä.
Mono-järvi havainnollistaa tätä ilmiötä erinomaisesti. Sen pinta-ala on kaksinkertainen Zürichin järveen verrattuna, ja se ylläpitää korkeaa fosforipitoisuutta, mikä tukee rikasta biodiversiteettiä. Tämä kemiallinen vakaus tekee siitä mallin ymmärtää esikemiallisia olosuhteita varhaisella Maapallolla.
Tämä teoria poikkeaa Charles Darwinin ajatuksesta, joka kuvitteli elämän syntyvän pienissä lämpimissä lammissa. Walton ja hänen tiiminsä korostavat suurten soodajärvien merkitystä, jotka pystyvät tukemaan sekä kemiallisia reaktioita että elämän ensimmäisiä muotoja.
Waltonin tutkimukset, jotka on julkaistu Science Advances -lehdessä, avaavat uusia näkökulmia elämän alkuperään. Ne viittaavat siihen, että suuret soodajärvet, joilla on ainutlaatuinen geokemiallinen tasapaino, ovat saattaneet näytellä keskeistä roolia tässä vielä mysteerisessä prosessissa.
Miksi fosfori on elämän kannalta välttämätöntä?
Fosfori on keskeinen komponentti DNA:ssa ja RNA:ssa, molekyyleissä, jotka tallentavat ja välittävät geneettistä tietoa. Ilman fosforia nämä perustavanlaatuiset prosessit eivät voisi tapahtua.
Se on myös ratkaisevan tärkeä ATP:n tuotannossa, molekyylissä, joka tarjoaa soluille tarvittavaa energiaa. Tämä energia mahdollistaa organismien kasvamisen, lisääntymisen ja ympäristöönsä reagoimisen.
Lopuksi fosfori näyttelee roolia solukalvojen rakenteessa. Se auttaa fosfolipidien muodostumisessa, jotka muodostavat solujen suojaavan esteen.
Huolimatta sen tärkeydestä fosfori on suhteellisen harvinaista Maapallon pinnalla, mikä tekee siitä rajoittavan tekijän elämän syntymiselle ja ylläpidolle.
Kuinka soodajärvet keskittyvät fosforia?
Soodajärvet ovat ainutlaatuisia ympäristöjä, joissa vesi poistuu vain haihtumisen kautta. Tämä prosessi jättää jälkeensä liuenneita mineraaleja, mukaan lukien fosforia.
Toisin kuin perinteiset järvet, jotka menettävät vettään ulosvirtaavien vesistöjen kautta, soodajärvet pitävät ravinteet sisällään. Tämä mahdollistaa fosforin asteittaisen kertymisen veteen.
Valumisen puute tarkoittaa myös, että fosforia ei laimenneta tai viedä mukanaan. Tämä korkea pitoisuus on olennaista monimutkaisille kemiallisille reaktioille, jotka ovat saattaneet johtaa elämän syntyyn.
Nämä erityiset olosuhteet tekevät soodajärvistä ihanteellisia ehdokkaita elämän alkuperän tutkimiseen Maapallolla ja mahdollisesti muilla planeetoilla.