حیات، نیازمند فسفر است. این ماده معدنی، یکی از شش عنصر شیمیایی اصلی است که در شکل‌گیری حیات مؤثر هستند. فسفر، ستون فقرات مولکول‌های DNA و RNA را تشکیل می‌دهد، به‌عنوان یکی از حامل‌های اصلی و اساسی انرژی در سلول‌ها عمل می‌کند و همچنین موجب استحکام لایه‌ای از لیپیدها می‌شود که سلول‌ها را از محیط اطراف خود جدا می‌کنند. اما در شرایط اولیه زمین، چگونه یک محیط بی‌جان توانسته است این ماده اصلی حیات را تأمین کند؟
جاناتان تونر، استادیار پژوهشی زمین و علوم فضایی دانشگاه واشنگتن، در این خصوص می‌گوید: «50 سال است که موضوعی تحت عنوان "مسئله فسفات" مطالعات در مورد منشاء حیات را با مشکلاتی مواجه ساخته است».
به گزارش سیناپرس، مشکل آنجا است که واکنش‌های شیمیایی که باعث تولید مواد زیربنایی حیات موجودات زنده می‌شوند، به فسفر زیادی احتیاج دارند، اما این عنصر، در بسیاری از نقاط کمیاب است. اما حالا به نظر می‌رسد یافته‌های مطالعه جدید دانشمندان دانشگاه واشنگتن، پاسخ را در برخی دریاچه‌های خاص یافته است.
این مطالعه بر دریاچه‌های غنی از کربنات تمرکز نموده است که در محیط‌های خشک و نقاط فرورفته تشکیل شده و آب از محیط‌های اطراف به درون آن‌ها زهکشی می‌شود. در چنین نقاطی، به دلیل سرعت بالای تبخیر، آب این دریاچه‌ها به‌صورت محلولی شور و قلیایی با pH بالا تجمع می‌یابد. چنین دریاچه‌هایی که از آن‌ها با عنوان دریاچه‌های قلیایی یا سودایی نیز یاد می‌شود، در هر هفت قاره کره زمین یافت می‌شوند.
در این مطالعه، محققان ابتدا به سنجش فسفر در دریاچه‌های غنی از کربنات شامل دریاچه مونو در کالیفرنیا، دریاچه ماگادی در کنیا و دریاچه لونار در هند پرداختند.
محققان دریافتند که دریاچه‌های غنی از کربنات می‌توانند تا 50 هزار برابر آب دریاها، رودخانه‌ها و انواع دیگر دریاچه‌ها، دارای فسفر باشند! بر این اساس به نظر می‌رسد چنین غلظت‌های بالایی از فسفر، به دلیل وجود یک مکانیسم معمول و طبیعی باشد که موجب تجمع این عنصر در دریاچه‌های فوق می‌شود.
امروزه این دریاچه‌های غنی از کربنات ازنظر زیست‌شناختی غنی هستند و از حیات میکروبی تا گله‌های معروف فلامینگوهای دریاچه مگادی را درون خود جا می‌دهند. این موجودات زنده نیز به‌نوبه خود بر شیمی دریاچه تأثیر می‌گذارند. به گزارش سیناپرس، به همین دلیل، محققان شروع به انجام آزمایش‌هایی با استفاده از بطری‌های آب غنی از کربنات در ترکیبات شیمیایی مختلف نمودند تا بفهمند چگونه دریاچه‌های فوق، فسفر را جمع نموده و همچنین، چگونه غلظت‌های بالای فسفر می‌توانند در یک محیط بی‌جان تجمع یابند.
بنابر نتایج حاصل از این پژوهش، دلیل این‌که این آب‌ها فسفر بالایی دارند، میزان کربنات آن‌ها است. در بیشتر دریاچه‌ها، کلسیم، که عنصری بسیار فراوان در کره زمین است، برای ساخت مواد معدنی جامد فسفات کلسیم، به فسفر متصل می‌شود. اما در آب‌های غنی از کربنات، ترکیب کربنات از این لحاظ وارد رقابت با فسفر می‌شود و درنتیجه مقداری از فسفر به‌صورت ترکیب نیافته باقی می‌ماند.
آزمایش‌های انجام‌شده توسط مجریان این پژوهش نیز نشان داده است که همین فعل‌وانفعالات، باعث می‌شوند که مقدار زیادی فسفر به‌صورت آزاد در آب باقی بماند و از این طریق بتواند با مشارکت در مولکول‌های اساسی، نقش مؤثری در ایجاد و پایداری حیات روی کره زمین بازی کند.
گفتنی است این یافته‌ها در نشریه معتبر «مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم» آمریکا یا به‌اختصار، PNAS منتشر شده‌اند.
No tags for this post.