生命的摇篮在哪里？也许这是一个浅而温暖的苏打湖

早期地球上某些水池中出现早期生命的说法不断得到证实。

具有讽刺意味的是，加拿大的最后机会湖可能代表了生命出现的第一次机会。 

图片来源：Kimberly Poppy Sinclair/华盛顿大学

生命从哪里开始？ 1871 年，查尔斯·达尔文在思考这个问题时提出，生命的起源可能是从原始地球表面的一个“温暖的小池塘”中出现的。从那时起，科学家们了解到，生命的复杂分子确实可以从某些水体中发现的无机材料中产生。您所需要的只是合适的条件。现在，新的研究认为加拿大西部的浅“苏打湖”可能符合这些条件。

1952年，美国化学家斯坦利·米勒（Stanley Miller）在哈罗德·C·尤里（Harold C. Urey）的指导下进行了现在被称为米勒-尤里实验的实验，测试是否可以从无机分子中产生有机分子。在这项实验中，科学家们发现氨基酸（蛋白质的组成部分）和其他有机分子可以从早期地球的环境条件中产生。因此，这是化学进化的有力证明，随着时间的推移，复杂的化学物质可以从简单的化学物质中演化出来。

从那时起，研究人员表明，RNA 的构建模块也可以通过类似的方式创建，但过程需要极高的磷酸盐浓度。这是因为磷酸盐形成了 RNA 和 DNA 的“骨架”，也是细胞膜的组成部分。

但这在过去曾是一个问题。为了在实验室中制造这些生物分子，研究人员需要使用比天然河流、湖泊或海洋中通常存在的浓度高数百至一百万倍的磷酸盐浓度。这种“磷酸盐问题”一直是生命假说出现的障碍。不过，苏打湖可以解决这个问题。

“我认为这些苏打湖为磷酸盐问题提供了答案，”资深作者、华盛顿大学地球与空间科学教授大卫·卡特林在一份声明中说。 “我们的答案是充满希望的：这种环境应该出现在早期地球上，也可能出现在其他行星上，因为它只是行星表面形成方式和水化学作用方式的自然结果。 ”

苏打湖因其含有高含量的溶解钠和碳酸盐而得名，类似于溶解的小苏打。他们通过水和地表下火山岩之间的相互作用获得了这种特性。重要的是，这些湖泊还含有高浓度的溶解磷酸盐。

2019 年，华盛顿大学的其他研究表明，苏打湖可能是早期生命出现的热点。通过将化学模型与实验室实验相结合，他们表明自然过程理论上可以将磷酸盐浓度浓缩到比典型浓度高出 100 万倍。

在这项新研究中，研究人员在自然界中寻找此类条件的潜在例子。这将他们带到了加拿大不列颠哥伦比亚省的最后机会湖。

该湖深约0.3米（1英尺），有各种浑浊的斑块，符合苏打湖的要求。它位于火山岩（玄武岩）上方，周围是干燥多风的大气，使水位保持在较低水平，从而使溶解的化合物浓度更高。

该团队在2021年至2022年间三次访问该湖：他们在初冬收集了观测数据，当时湖面被冰覆盖；初夏，雨水和冰雪融化导致水位上升；夏末，湖水几乎干涸。

在大多数湖泊中，溶解的磷酸盐迅速与钙结合形成磷酸钙，磷酸钙是构成我们牙釉质的坚硬物质。这将从水中去除磷酸盐。但在最后机会湖中，钙与碳酸盐和镁结合，形成白云石。这意味着磷酸盐缺乏键合伙伴，因此其浓度升高。

卡特林说：“这项研究进一步证明，蒸发苏打湖是通过积累高浓度的关键成分来满足生命起源化学要求的环境。”

在其他湖泊中，例如附近的古迪纳夫湖，任何多余的磷酸盐往往都会被其他生命形式利用，例如蓝细菌，但在最后的机会中，盐含量如此之高，以至于几乎没有生物体可以消耗它。研究小组认为，这增加了它作为没有生命的地球的模拟的适用性。

卡特林说：“这些新发现将有助于为生命起源研究人员提供信息，他们要么在实验室中复制这些反应，要么正在寻找其他行星上潜在的宜居环境。”

该研究发表在《通讯地球与环境》杂志上。