ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกจำเป็นต้องมีฟอสฟอรัสสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลชีวโมเลกุลสากล ทะเลสาบที่ปิดอาจมีความเข้มข้นสูงขององค์ประกอบนี้บนโลกต้น อย่างไรก็ตามยังไม่ชัดเจนว่าการดูดซึมฟอสฟอรัสพรีไบโอติกในการตั้งค่าดังกล่าวจะยั่งยืนหรือไม่ การวิจัยใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์จาก ETH Zurich, มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีนแสดงให้เห็นว่าทะเลสาบปิดฐานขนาดใหญ่สามารถรวมฟอสฟอรัสที่มีความเข้มข้นสูงในสภาวะคงที่ด้วยอัตราการผลิตทางชีวภาพที่สูงมาก
มุมมองทางอากาศของทะเลสาบโมโน เครดิตภาพ: Dick Lyon / CC โดย 4.0
ฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับทุกรูปแบบของชีวเคมีการเล่นบทบาทสำคัญในการเผาผลาญโครงสร้างเซลล์และโพลีเมอร์ที่เข้ารหัสข้อมูลเช่น DNA
อย่างไรก็ตามสภาพแวดล้อมที่ทำให้ฟอสฟอรัสมีให้เพียงพอในสารละลายน้ำเพื่อส่งเสริมต้นกำเนิดทางเคมีของชีวิตไม่แน่นอน
“ ทะเลสาบโซดาขนาดใหญ่ที่ไม่มีการไหลบ่าตามธรรมชาติสามารถรักษาความเข้มข้นของฟอสฟอรัสเป็นเวลานานพอสมควรแม้ว่าชีวิตจะเริ่มมีอยู่ในบางจุด - และกินฟอสฟอรัสอย่างต่อเนื่อง” ดร. เครกวอลตันผู้เขียนนำการศึกษากล่าว
“ ทะเลสาบดังกล่าวสูญเสียน้ำผ่านการระเหยเท่านั้นซึ่งหมายความว่าฟอสฟอรัสถูกทิ้งไว้ในน้ำแทนที่จะถูกล้างออกผ่านแม่น้ำและลำธาร”
“ เป็นผลให้ฟอสฟอรัสที่มีความเข้มข้นสูงมากสามารถสร้างขึ้นได้ในทะเลสาบโซดาเหล่านี้”
ไม่ใช่ทะเลสาบโซดาทุกแห่งที่เหมาะสม นักวิจัยไม่รวมคนเล็ก ๆ
“ ทันทีที่ชีวิตพัฒนาในพวกเขาอุปทานฟอสฟอรัสของพวกเขาจะหมดเร็วกว่าที่เติมเต็มสิ่งนี้จะหยิกในตาทั้งปฏิกิริยาเคมีและชีวิตที่กำลังพัฒนา” ดร. วอลตันกล่าว
“ ในทะเลสาบขนาดใหญ่ในทางกลับกันความเข้มข้นของฟอสฟอรัสนั้นสูงพอที่จะรักษาทั้งปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานและชีวิตในระยะยาว”
“ ความเข้มข้นสูงเหล่านี้เกิดขึ้นได้จากปริมาณน้ำไหลของแม่น้ำที่ไหลซึ่งมีฟอสฟอรัสในขณะที่น้ำออกจากทะเลสาบผ่านการระเหย”
“ เนื่องจากฟอสฟอรัสไม่ระเหยได้ง่ายมันจะอยู่ด้านหลังและสะสมในทะเลสาบ”
ในการวิจัยของพวกเขาดร. วอลตันและเพื่อนร่วมงานมุ่งเน้นไปที่ทะเลสาบโมโนในแคลิฟอร์เนียซึ่งมีความเข้มข้นของฟอสฟอรัสสูงในสภาวะคงที่แม้จะมีอัตราการผลิตทางชีวภาพที่สูงมาก
“ นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะในทะเลสาบเล็ก ๆ ฟอสฟอรัสจะถูกใช้ก่อนที่จะมีการสร้างปริมาณใหม่” พวกเขากล่าว
พวกเขาพิจารณาทะเลสาบโซดาขนาดใหญ่ที่มีฟอสฟอรัสสูงอย่างต่อเนื่องในประวัติศาสตร์ยุคแรก ๆ ของโลกที่จะเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับต้นกำเนิดของชีวิต
พวกเขาคิดว่าชีวิตมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในแหล่งน้ำขนาดใหญ่เช่นในสระน้ำขนาดเล็กดังที่ชาร์ลส์ดาร์วินสงสัย
ต้นกำเนิดของชีวิตสามารถเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสภาพแวดล้อมพิเศษของทะเลสาบโซดาขนาดใหญ่ซึ่งเนื่องจากการตั้งค่าทางธรณีวิทยาและความสมดุลของฟอสฟอรัสเป็นเงื่อนไขที่เหมาะสำหรับเคมีพรีไบโอติก
“ ทฤษฎีใหม่นี้ช่วยแก้ปริศนาอีกชิ้นหนึ่งของต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก” ดร. วอลตันกล่าว
อันกระดาษการอธิบายการค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสารความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
-
Craig R. Waltonet al- 2025. ทะเลสาบปิดฐานขนาดใหญ่ที่จัดหาฟอสเฟตอย่างยั่งยืนในช่วงต้นกำเนิดของชีวิตความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์11 (8); สอง: 10.1126/sciadv.adq0027
