पृथ्वी पर पहले जीवन-रूपों को अस्तित्व में रखने के लिए अवयवों की एक पु पु प्लाटर की आवश्यकता थी, लेकिन उन अवयवों में से एक, खनिज फास्फोरस में लंबे समय से हैरान वैज्ञानिक हैं। जीवन के छह प्रमुख रासायनिक तत्वों में से एक फॉस्फोरस को कोई नहीं जानता था कि जीवन की शुरुआत के लिए पृथ्वी पर पर्याप्त रूप से भरपूर हो गया है।
अब, शोधकर्ताओं के पास इसका जवाब हो सकता है; प्रारंभिक पृथ्वी पर शुष्क स्थानों में पनपने वाली झीलों ने संभवतः फॉस्फोरस की आपूर्ति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, शोधकर्ताओं ने एक नए अध्ययन में लिखा 30 दिसंबर को जर्नल ऑफ द प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज।
खोज बताती है कि यह दुर्लभ खनिज पृथ्वी के प्रमुख सूप में प्रचुर मात्रा में कैसे हो गया। अधिक स्पष्ट रूप से कहें, तो यह वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करता है कि जीवन की संभावना कैसे पैदा हुई। "50 वर्षों के लिए, जिसे 'फॉस्फेट की समस्या' कहा जाता है, ने जीवन की उत्पत्ति पर अध्ययनों की दलील दी है," वाशिंगटन विश्वविद्यालय में पृथ्वी और अंतरिक्ष विज्ञान के अनुसंधान सहायक प्रोफेसर जोनाथन टोनर ने एक अध्ययन में कहा है।
फास्फोरस जीवन के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि हम इसे जानते हैं। खनिज डीएनए और आरएनए अणुओं की रीढ़ बनाने में मदद करता है; एंकर लिपिड, या वसा, कि उनके आसपास के वातावरण से अलग कोशिकाओं; और जीवन ऊर्जा प्रदान करने में मदद करता है, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, या एटीपी जैसे अणुओं में मुख्य घटक के रूप में सेवारत।
"फॉस्फेट समस्या" की जांच करने के लिए, नए अध्ययन में शोधकर्ताओं ने कार्बोनेट-समृद्ध झीलों को देखा, जो शुष्क वातावरण में पाए जाते हैं। ये झील, जिसे सोडा झीलों के रूप में भी जाना जाता है, तब बनती है जब आसपास के परिदृश्य से पानी एक अवसाद में बहता है। वाष्पीकरण तो झील के पानी की नमकीन और क्षारीय हो जाती है (जिसका अर्थ है कि यह एक उच्च पीएच है)।
शोधकर्ताओं ने दुनिया भर में सोडा झीलों में फास्फोरस माप लिया, जिसमें कैलिफोर्निया की मोनो और सियरलेस झील, केन्या की झील मगदी और भारत की लोनार झील शामिल हैं।
टोनर और अध्ययन के सह-शोधकर्ता डेविड कैटलिंग, पृथ्वी और अंतरिक्ष के प्रोफेसर के अनुसार, फॉस्फोरस की सांद्रता मौसम के हिसाब से अलग-अलग होती है, इन कार्बोनेट युक्त झीलों में समुद्री जल, नदियों और अन्य प्रकार की झीलों की तुलना में 50,000 गुना अधिक फॉस्फोरस पाया जाता है। वाशिंगटन विश्वविद्यालय में विज्ञान।
इन उच्च सांद्रता ने सुझाव दिया कि एक प्राकृतिक प्रक्रिया ने फॉस्फोरस को इन झीलों में जमा करने की अनुमति दी, शोधकर्ताओं ने कहा। हालांकि, झीलों पर खुद प्रयोग करना कठिन था, क्योंकि वे जानवरों की एक शानदार सरणी की मेजबानी करते हैं जो प्रत्येक झील की रासायनिक संरचना को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, अफ्रीका की झील मगाडी, राजहंस के प्रसिद्ध झुंड का घर है।
यह समझने के लिए कि एक निर्जीव झील कैसे जीवन को जन्म दे सकती है, शोधकर्ताओं ने बोतलों में कार्बोनेट युक्त पानी पर प्रयोग किया।
टीम ने उल्लेख किया कि, उनके कार्बोनेट सामग्री के कारण, सोडा झीलों में फॉस्फोरस का स्तर अधिक होता है। आम तौर पर, झीलों में कैल्शियम फॉस्फोरस को कैल्शियम फॉस्फेट के ठोस खनिज बनाने के लिए बांधता है, जो उनके घटक खनिजों को जीवन के लिए दुर्गम बनाते हैं। लेकिन उच्च कार्बोनेट स्तर के साथ झीलों में, कैल्शियम के बंधन में फॉस्फेट को कार्बोनेट बहिष्कृत करता है। नतीजतन, टोनर और कैटलिंग द्वारा किए गए प्रयोगों के अनुसार, फॉस्फेट में से कुछ पानी में स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है।
"यह एक सीधा विचार है, जो इसकी अपील है," टोनर ने कहा। "यह एक सुरुचिपूर्ण और प्रशंसनीय तरीके से फॉस्फेट की समस्या को हल करता है।"
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शुष्क मौसमों के दौरान, फॉस्फेट का स्तर सोडा झीलों में बढ़ सकता है, जिसका अर्थ है कि इन निकायों में समुद्री जल की तुलना में फॉस्फेट का स्तर 1 मिलियन गुना अधिक हो सकता है।
कैटलिंग ने बयान में कहा, "इन झीलों और तालाबों में फॉस्फोरस के स्तर में आरएनए, प्रोटीन और वसा के आणविक भवन ब्लॉकों में फॉस्फोरस डालने वाली प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो जीवन को प्राप्त करने के लिए आवश्यक थीं।"
शोधकर्ताओं ने कहा कि लगभग 4 अरब साल पहले, प्रारंभिक पृथ्वी की कार्बन डाइऑक्साइड युक्त हवा ने उच्च फास्फोरस के स्तर के साथ ऐसी झीलों को बनाने में मदद की होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बोनेट युक्त झीलें अक्सर बनती हैं जहां वायुमंडल में उच्च कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर होता है। इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड पानी में घुल जाता है, जिससे यह अधिक अम्लीय हो जाता है, जो चट्टानों से फास्फोरस छोड़ता है।
"प्रारंभिक पृथ्वी एक ज्वालामुखीय रूप से सक्रिय जगह थी, इसलिए आपने बहुत सारी ताज़ी ज्वालामुखीय चट्टान को कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करने और झीलों को कार्बोनेट और फ़ॉस्फ़ोरस की आपूर्ति करने के लिए कहा होगा," टोनर ने कहा। "प्रारंभिक पृथ्वी कई कार्बोनेट-समृद्ध झीलों की मेजबानी कर सकती थी, जिसमें जीवन शुरू करने के लिए पर्याप्त फॉस्फोरस सांद्रता होती।"
यह अध्ययन 2019 में प्रकाशित दो शोधकर्ताओं के एक अन्य पेपर को पूरक करता है, जो दर्शाता है कि सोडा झीलें पर्याप्त साइनाइड की आपूर्ति कर सकती हैं, एक रासायनिक जो मनुष्यों के लिए घातक है लेकिन आदिम रोगाणुओं के लिए नहीं। शोधकर्ताओं ने कहा कि साइनाइड अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड के निर्माण, प्रोटीन, डीएनए और आरएनए के निर्माण खंडों का समर्थन कर सकता है।
