Hidup membutuhkan fosfor yang cukup. Namun, elemennya langka, tidak hanya hari ini tetapi juga pada saat asal kehidupan. Jadi di mana ada fosfor yang cukup empat miliar tahun yang lalu untuk hidup untuk muncul? Sebuah tim peneliti asal kehidupan memiliki jawaban.
Seiring dengan nitrogen dan karbon, fosfor adalah elemen penting bagi kehidupan di bumi. Ini adalah komponen sentral dari molekul seperti DNA dan RNA, yang berfungsi untuk mentransmisikan dan menyimpan informasi genetik, dan ATP (adenosin triphosphate), yang selnya perlu menghasilkan energi.
Fosfor mungkin juga telah memainkan peran kunci dalam asal -usul kehidupan. Kondisi tertentu diperlukan untuk memicu awal proses biokimia yang mendahului kehidupan. Salah satunya adalah adanya fosfor yang cukup. Ketersediaannya mengatur pertumbuhan dan aktivitas organisme. Tidak seperti nitrogen atau karbon, bagaimanapun, fosfor relatif jarang di permukaan bumi – yang merupakan kasus di era sebelum kehidupan ada dan juga saat ini.
Justru karena fosfor jarang dan sangat sulit diperoleh, namun tunduk pada permintaan yang tinggi oleh organisme hidup, bahwa para ilmuwan telah lama bertanya -tanya bagaimana kehidupan dapat muncul sama sekali.
Untuk menjawab pertanyaan ini, mereka melakukan percobaan di laboratorium. Ini menunjukkan bahwa kimia prebiotik membutuhkan konsentrasi fosfor yang sangat tinggi – sekitar 10.000 kali lebih banyak fosfor daripada yang terjadi secara alami dalam air. Hal ini menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana dan di mana konsentrasi fosfor yang tinggi dalam air terjadi di Bumi miliaran tahun yang lalu.
Ilmuwan Bumi Craig Walton memiliki jawaban baru: danau soda besar tanpa limpasan alami dapat mempertahankan konsentrasi fosfor untuk waktu yang cukup lama, bahkan jika kehidupan mulai ada di dalamnya di beberapa titik (dan terus menerus mengkonsumsi fosfor). Hasil penelitian baru saja diterbitkan dalam jurnal Kemajuan Sains.
Danau seperti itu kehilangan air hanya melalui penguapan. Ini berarti bahwa fosfor ditinggalkan di dalam air alih -alih hanyut melalui sungai dan sungai. Akibatnya, konsentrasi fosfor yang sangat tinggi dapat menumpuk di danau soda ini.
Pada awal tahun 2020, para peneliti dari University of Washington telah menyarankan bahwa danau soda bisa menjadi tempat lahirnya kehidupan. Walton sekarang telah mengambil ini lebih jauh. Peneliti sedang menyelidiki pertanyaan tentang asal usul kehidupan dari perspektif geokimia sebagai bagian dari persekutuan NOMIS di Pusat Asal dan Prevalensi Kehidupan ETH Zurich (COPL).
Tidak setiap danau soda cocok; Walton tidak termasuk yang kecil. “Begitu kehidupan berkembang di dalamnya, pasokan fosfor mereka akan habis lebih cepat daripada diisi ulang. Ini akan menggigit kuncup baik reaksi kimia dan kehidupan yang berkembang,” kata Walton. Di danau soda besar, di sisi lain, konsentrasi fosfor cukup tinggi untuk mempertahankan reaksi kimia dasar dan kehidupan dalam jangka panjang. Konsentrasi tinggi ini dicapai melalui volume tinggi air sungai yang masuk, yang mengandung fosfor, sementara air hanya meninggalkan danau melalui penguapan. Karena fosfor tidak mudah menguap, ia tetap di belakang dan menumpuk di danau.
Salah satu contoh danau soda yang begitu besar adalah Danau Mono di California. Sekitar dua kali ukuran Danau Zurich. Di Danau Mono, konsentrasi fosfor tetap tinggi, memungkinkan berbagai macam organisme berkembang. Ini sangat penting karena di danau kecil, fosfor digunakan sebelum jumlah baru dapat dibentuk. Oleh karena itu, fosfor di Danau Mono dipertahankan pada konsentrasi tinggi, yang berarti bahwa banyak fosfor secara teratur mengalir tanpa kandungan fosfor turun terlalu cepat.
Walton dan karena itu timnya menganggap danau soda besar yang memiliki pasokan fosfor tinggi yang konstan dalam sejarah awal bumi telah menjadi lingkungan yang ideal untuk asal usul kehidupan. Para peneliti berasumsi bahwa kehidupan lebih mungkin berasal dari badan air yang begitu besar daripada di kolam kecil, seperti yang diduga Charles Darwin.
Asal usul kehidupan karena itu dapat terkait erat dengan lingkungan khusus danau soda besar, yang, karena pengaturan geologis dan keseimbangan fosfor, memberikan kondisi ideal untuk kimia prebiotik. “Teori baru ini membantu memecahkan bagian lain dari teka -teki asal kehidupan di bumi,” kata Walton.
Referensi
Walton CR, Hao J, Schönbächler M, Shorttle O: Danau Basin Tertutup Besar secara berkelanjutan memasok fosfat selama asal-usul kehidupan, kemajuan sains, EADQ0027 (2025). Doi: 10.1126/sciadv.adq0027
