კემბრიჯისა და კეიპტაუნის უნივერსიტეტების მკვლევრებმა, ლაბორატორიაში ფოსფორის შემცველი პრეისტორიული ზღვის წყლის ხელახალი შექმნის გზით, შესაძლოა, იპოვეს გამოსავალი იმ საიდუმლოდან, თუ როგორ იქცა ეს ელემენტი დედამიწაზე სიცოცხლის არსებობის აუცილებელ კომპონენტად.

მათ დასკვნებზე დაყრდნობით, რომლებიც გამოქვეყნდა ჟურნალ Nature Communications-ში, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ზღვის წყალი შეიძლება იყოს ფოსფატის დაკარგული წყარო, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ იგი შეიძლება ყოფილიყო საკმარისი რაოდენობით სიცოცხლის შესანარჩუნებლად განსაკუთრებული გარემო პირობების საჭიროების გარეშე.

"ამას ნამდვილად შეუძლია შეცვალოს ჩვენი წარმოდგენა იმ გარემოზე, რომელშიც სიცოცხლე პირველად წარმოიშვა", — თქვა პროფესორმა ნიკ ტოსკამ, კვლევის თანაავტორმა, კემბრიჯის უნივერსიტეტიდან.

კვლევა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა კემბრიჯის უნივერსიტეტის დოქტორანტი მეთიუ ბრეიდი, ცხადყოფს, რომ ადრეული ზღვის წყალი, შესაძლოა, 1 000-10 000-ჯერ მეტ ფოსფატს შეიცავდა, ვიდრე მანამდე ეგონათ, იმის გათვალისწინებით, რომ წყალში იყო უამრავი რკინა.

ფოსფატი არის საკვანძო კომპონენტი დნმ-ისა და რნმ-ის, რომლებიც წარმოადგენს სიცოცხლის სამშენებლო ბლოკებს, თუმცა ის არის ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად გავრცელებული ელემენტი სამყაროში მის ბიოლოგიურ მნიშვნელობასთან შედარებით. ფოსფატი ასევე შედარებით მიუწვდომელია მისი მინერალური ფორმით — ფოსფატის წყალში დაშლა შეიძლება რთული იყოს, რომ სიცოცხლემ შეძლოს მისი გამოყენება.

მეცნიერები დიდი ხანია ეჭვობდნენ, რომ ფოსფორი ბიოლოგიის ნაწილი ადრევე გახდა, მაგრამ მათ ახლახან დაიწყეს ფოსფატის როლის აღიარება დედამიწაზე სიცოცხლისთვის საჭირო მოლეკულების სინთეზში. "ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ ის შესაძლებლად აქცევს საოცარ რამეებს — ქიმიკოსებს შეუძლიათ გადამწყვეტი ბიომოლეკულების სინთეზირება, თუკი ხსნარში ბევრი ფოსფატია", — თქვა ტოსკამ, მინერალოგიისა და პეტროლოგიის პროფესორმა კემბრიჯის დედამიწის მეცნიერებათა დეპარტამენტში.

თუმცა, არსებობს დებატები ფოსფატის შესაქმნელად საჭირო ზუსტ გარემოებებზე. ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ფოსფატი რეალურად ნაკლებად ხელმისაწვდომი უნდა იყოს სიცოცხლისთვის, როდესაც რკინა უხვად გვხვდება. თუმცა, ეს სადავოა, რადგან ადრეული დედამიწის ატმოსფერო ჟანგბადით ღარიბი იყო და რკინა ფართოდ გავრცელებული იქნებოდა.

მკვლევრებმა გამოიყენეს გეოქიმიური მოდელირება ადრეული დედამიწის პირობების სიმულაციისთვის, რათა გაეგოთ, თუ როგორ დაეყრდნო სიცოცხლე ფოსფატს და რა გარემოში განვითარდებოდა ეს ელემენტი.

"გასაოცარია, თუ როგორ შეუძლია ბოთლში ჩატარებულ მარტივ ექსპერიმენტებს, გადაატრიალოს ჩვენი აზროვნება ადრეულ დედამიწაზე არსებული პირობების შესახებ", — თქვა ბრედმა.

ლაბორატორიაში მათ შექმნეს ზღვის წყალი იმავე ქიმიით, რომელიც არსებობდა დედამიწის ადრეულ ისტორიაში. ამავდროულად, ასევე ჩაატარეს ექსპერიმენტები ჟანგბადის ნაკლებობის მქონე ატმოსფეროში, როგორიც იყო ანტიკურ დედამიწაზე. გუნდი ვარაუდობს, რომ თავად ზღვის წყალი შეიძლება ყოფილიყო ამ არსებითი ელემენტის მთავარი წყარო.

"ეს სულაც არ ნიშნავს, რომ დედამიწაზე სიცოცხლე ზღვის წყალში დაიწყო, თუმცა ეს ხსნის ბევრ შესაძლებლობას იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება, რომ ზღვის წყალს მიეწოდებინა ფოსფატი სხვადასხვა გარემოში, მაგალითად, ტბებში, ლაგუნებში ან სანაპირო ზოლებში, სადაც ზღვის წყალს შეეძლო, ფოსფატი მიწაზე გადაეტანა", — დასძინა ტოსკამ.

მანამდე მეცნიერებმა მოიფიქრეს ფოსფატის წარმოქმნის მრავალი გზა, მათ შორის, თეორიები, რომლებიც ხაზს უსვამს სპეციალური გარემოს საჭიროებას, როგორებიცაა: მჟავე ვულკანური წყაროები ან ტუტე ტბები და იშვიათი მინერალები, რომლებიც მხოლოდ მეტეორიტებშია ნაპოვნი.

"გული გვიგრძნობდა, რომ რკინა იყო ფოსფატის ხსნადობის გასაღები, მაგრამ საკმარისი მონაცემები უბრალოდ არ გაგვაჩნდა", — თქვა ტოსკამ. გუნდის ექსპერიმენტების იდეა გაჩნდა, როდესაც მათ დაათვალიერეს წყლები, რომლებიც რეცხავდნენ თანამედროვე ბალტიის ზღვაში დეპონირებულ ნალექებს. "ეს უჩვეულოა, რადგან ის შეიცავს როგორც ფოსფატს, ასევე რკინას, ამიტომ ჩვენ დავიწყეთ დაფიქრება, რა იყო ასეთი განსხვავებული ამ კონკრეტულ წყლებში."

თავიანთ ექსპერიმენტებში, მკვლევრებმა დაამატეს სხვადასხვა რაოდენობით რკინა სინთეზური ზღვის წყლის ნიმუშებს და გამოსცადეს, თუ რამდენ ფოსფორს დაიტევდა ის კრისტალების წარმოქმნასა და სითხიდან მინერალების გამოყოფამდე. შემდეგ მათ შეიყვანეს ეს მონაცემები მოდელში, რომელსაც შეეძლო წინასწარ განსაზღვრა, რამდენი ფოსფატის დატევა შეეძლო უძველეს ზღვის წყალს.

ბალტიის ზღვის ფორების წყლებმა წარმოადგინა თანამედროვე ნიმუშების ერთობლიობა, რომლებიც მკვლევრებმა გამოიყენეს თავიანთი მოდელის შესამოწმებლად. "ჩვენ შევძელით ამ უჩვეულო წყლის ქიმიის სრულყოფილად რეპროდუცირება", — თქვა ტოსკამ. შემდეგ მათ განაგრძეს ზღვის წყლის ქიმიის შესწავლა, სანამ რაიმე სიცოცხლე გაჩნდებოდა.

შედეგებს ასევე აქვს გავლენა მეცნიერებზე, რომლებიც ცდილობენ გაიგონ სიცოცხლის შესაძლებლობები დედამიწის მიღმა. "თუ რკინა ხელს უწყობს ხსნარში მეტი ფოსფატის მოთავსებას, მაშინ ეს შეიძლება რელევანტური იყოს ადრეული მარსისთვისაც“, — დასძინა ტოსკამ. უძველეს მარსზე წყლის შესახებ მტკიცებულებები უხვადაა, მათ შორის, ძველი მდინარის კალაპოტები და წყალდიდობის ნიშნები. ისიც ვიცით, რომ ზედაპირზე ბევრი რკინა იყო და ატმოსფერო ზოგჯერ ჟანგბადის ნაკლებობას განიცდიდა. მათი სიმულაციები ზედაპირული წყლების ფილტრაციის ქანების მეშვეობით მარსის ზედაპირზე გვაძლევს საშუალებას, ვივარაუდოთ, რომ რკინით მდიდარ წყალს შესაძლოა ამ გარემოშიც მიეწოდებინა ფოსფატები.

ბრედის თქმით, "მომაჯადოებელი იქნება იმის ნახვა, თუ როგორ იყენებს საზოგადოება ჩვენს შედეგებს დედამიწაზე და მის ფარგლებს გარეთ სიცოცხლის ევოლუციის ახალი, ალტერნატიული გზების შესასწავლად".