生命或许来自高磷的湖泊

咱们所知道的日子需求磷。它是生命的六个首要化学元素之一，它构成DNA和RNA分子的骨架，是一切细胞中能量的首要来历，并锚定将细胞与周围环境分隔的脂质。

可是，地球前期没有生命的环境是怎么供给这种要害成分的呢？

华盛顿大学地球与空间科学研讨助理教授乔纳森·托纳（Jonathan Toner）说：“五十年来，所谓的“磷酸盐问题”一向困扰着人们对生命来源的研讨。”

问题在于，构成生物组成部分的化学反响需求许多的磷，而磷却很少。威斯康星大学的一项新研讨于12月30日宣布在《美国国家科学院院刊》上，在某些类型的湖泊中找到了处理该问题的办法。

这项研讨的重点是富含碳酸盐的湖泊，这些湖泊构成在洼地中的枯燥环境中，这些湖泊将水从周围景象中排走。因为蒸腾速率高，湖泊水会集成盐和碱性或高pH值的溶液。在一切七大洲都发现了此类湖泊，也称为碱湖或苏打湖。

研讨人员首要研讨了现有碳酸盐含量丰厚的湖泊中的磷含量，包含加利福尼亚州的莫诺湖，肯尼亚的马加迪湖和印度的罗纳尔湖。

虽然切当的浓度取决于样品的收集地址和时节，但研讨人员发现，富含碳酸盐的湖泊的磷含量高达海水，河流和其他类型湖泊中的50,000倍。如此高的浓度标明存在一些常见的天然机制，这些机制在这些湖泊中积累了磷。

现在，这些富含碳酸盐的湖泊具有丰厚的生物资源，并支撑从微生物到马加迪湖闻名的火烈鸟群的生命。这些生物影响湖泊的化学物质。因而，研讨人员运用不同化学成分的富含碳酸盐的水进行了试验室试验，以了解湖泊怎么积累磷，以及在无生命的环境中怎么取得高浓度的磷。

这些水含磷高的原因是其碳酸盐含量。在大多数湖泊中，钙在地球上的含量要高得多，它与磷结合构成固体磷酸钙矿物质，这些矿物质是生命所无法取得的。可是在富含碳酸盐的水中，碳酸盐比磷酸盐更能与钙结合，而使某些磷酸盐未结合。结合不同浓度成分的试验室测验标明，钙会与碳酸盐结合，并使磷酸盐自由地存在于水中。

Toner说：“这是一个简略的主见，这便是它的吸引力。” “它以一种高雅而合理的方法处理了磷酸盐问题。”

当湖水在干旱时节，滨海岸线或与湖主体分隔的水池中蒸腾时，磷酸盐含量乃至或许攀升至海水中的百万分之一。

一起作者David Catling说：“这些湖泊和池塘中极高的磷酸盐含量会促进反响使磷进入RNA，蛋白质和脂肪的分子结构单元，这些都是生命必需的。”华盛顿大学地球与空间科学教授。

大约40亿年前，地球前期富含二氧化碳的空气关于创立此类湖泊并使其到达最高磷含量而言是抱负的挑选。富含碳酸盐的湖泊倾向于在二氧化碳含量高的大气中构成。别的，二氧化碳溶解在水中，构成酸性条件，可有效地从岩石中开释磷。

托纳说：“前期地球是一个火山活泼的当地，所以你会有许多新鲜的火山岩与二氧化碳发作反响，并向湖泊供给碳酸盐和磷。” “前期地球或许具有许多富含碳酸盐的湖泊，这些湖泊中的磷浓度满足高，能够开端生命。”

两位作者的另一项最新研讨标明，这些类型的湖泊还能够供给丰厚的氰化物，以支撑氨基酸和核苷酸的构成，蛋白质，DNA和RNA的组成部分。在此之前，研讨人员一向在尽力寻觅具有满足氰化物以支撑生命来源的天然环境。氰化物对人类有毒，但对原始微生物却无害，而且关于简单构成生命的化学物质至关重要。