El origen del fósforo puede hallarse en los meteoritos

El fósforo es un elemento fundamental para la vida, pues es necesario para la formación de las moléculas de ADN y ARN, ya que conecta las bases de estas moléculas en cadenas largas; además, es vital para el metabolismo, pues está asociado a una de las sustancias proveedoras de energía, el adenosin-trifostato o ATP; por otro lado, el fósforo es parte de nuestra arquitectura viva, ya que forma parte de los fosfolípidos, moléculas que componen la pared celular y los huesos de los vertebrados. En términos de masa, el fósforo es el quinto elemento biogénico más importante tras el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Pero el hecho de cómo la vida terrestre ha obtenido fósforo es algo más misterioso, pues este elemento es mucho menos abundante que los otros cuatro antes mencionados. Los estudios recientes muestran que existe un átomo de fósforo por cada 2.8 millones de átomos de hidrógeno en el Universo, uno por cada 49 millones de átomos de hidrógeno en los océanos o un fósforo por cada 203 hidrógenos en las bacterias. Del mismo modo, sólo existe un átomo de fósforo por cada 1400 átomos de oxígeno del Cosmos, por cada 20 millones de oxígenos de los océanos o por cada 72 oxígenos de las bacterias. La proporción de fósforo frente al carbono y nitrógeno es de 1 a 680 y 230 en el Universo, 974 y 633 en los océanos y 116 y 15 en las bacterias, respectivamente. Debido a que el fósforo es muy raro en el resto de los medios que en los seres vivos de la Tierra, entender el comportamiento de este elemento en nuestro planeta resulta muy importante para aprender más sobre el origen de la vida.

El fósforo es muy común en un mineral terrestre denominado apatito. Cuando dicho mineral se halla en medio ocuoso, sólo disuelve una proporción muy pequeña de fosfato en el agua. Los científicos han intentado someter al apatito a elevadas temperaturas y combinarlo con diferentes compuestos energéticos para estudiar su movilidad, pero los estudios realizados no han servido para explicar de donde procede el fósforo.

Matthew A. Pasek, científico de la Universidad de Arizona, inició un trabajo de investigación con Dante Lauretta, profesor de dicha universidad, basado en la idea de que los meteoritos que llegan a la Tierra fueron la fuente del fósforo que ahora forma parte de los seres vivos. El trabajo se inspiraba en los experimentos realizados anteriormente por Lauretta, los cuales mostraban que el fósforo se concentraba en las superficies metálicas que sufrieron corrosión en la historia temprana del Sistema Solar.

«Este mecanismo natural que concentra el fósforo en presencia de un catalizador orgánico conocido, tal como un metal rico en hierro, me hizo pensar que la corrosión acuosa de los minerales meteoríticos podría llevar a la formación de biomoléculas importantes que contengan fósforo.» -explica Lauretta.

«Los meteoritos presentan diferentes minerales que contienen fósforo. El más importante es uno con el que hemos trabajado recientemente, un fosfuro de hierro y niquel denominado Schreibersita.» -según Pasek. La Schreibersita es un compuesto metálico muy poco frecuente en la Tierra, pero que sí se encuentra habitualmente en los meteoritos, especialmente en aquellos ricos en hiero, en los cuales existen muchos granos y venas de este mineral.

Los experimentos realizados por estos científicos consistieron en realizar una mezcla de Schreibersita con agua desionizada a temperatura ambiente, analizando posteriormente la mezcla química empleando resonancia magnética nuclear. Los resultados de esta investigación fueron la observación de diferentes compuestos de fósforo, siendo uno de los más importantes el P2O7, el cual es similar al que se halla en el ATP.

Otros experimentos previos habían dado como resultado a formación de P2O7, pero sólo a alta temperatura o bajo condiciones muy extremas y no simplemente disolviendo el mineral en agua a temperatura ambiente. Los resultados de las investigaciones de estos científicos permiten aproximar en qué ambiente podría haber tenido lugar el origen de la vida: en una zona de aguas a temperatura ambiente enriquecida por los impactos recientes de meteoritos.

De hecho, la propia evolución planetaria podría ser la causante del origen de la vida: para que se este tipo de meteoritos impacten contra un planeta como la Tierra es necesario la formación de un cinturón de asteroides en el que los planetesimales sean de un tamaño crítico (unos 500 Km) y en donde exista un mecanismo que modifique las órbitas de estos cuerpos, acercándolos al sistema solar interno. Júpiter es tal mecanismo responsable, pues su gravedad ha jugado un papel muy importante en la evolución del cinturón de asteroides, enriqueciendo el sistema solar interno en estos cuerpos y -como consecuencia- empobreciendo las regiones exteriores de nuestro sistema planetario.