Todos los seres vivos necesitan células y energía para replicarse. Sin estos bloques de construcción fundamentales, los organismos vivos en la Tierra no podrían reproducirse y simplemente no existirían.

Poco se sabía sobre un elemento clave en los bloques de construcción, los fosfatos, hasta ahora. Los investigadores de la University of Hawaii en Mānoa, en colaboración con colegas en Francia y Taiwan, aportan pruebas convincentes de que este componente para la vida se generó en el espacio exterior y se entregó a la Tierra en sus primeros mil millones de años por meteoritos o cometas. Los compuestos de fósforo se incorporaron luego en las biomoléculas que se encuentran en las células de los seres vivos de la Tierra.

El avance de la investigación se describe en «An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids», escrito por el estudiante graduado de UH Mānoa, Andrew Turner, ahora profesor asistente en la University of Pikeville, y el profesor de química de UH Mānoa, Ralf Kaiser, en el número de septiembre de Nature Communications.

Según el estudio, los fosfatos y el ácido difosfórico son dos elementos principales que son esenciales para estos bloques de construcción en biología molecular. Son los principales constituyentes de los cromosomas, los portadores de información genética en los que se encuentra el ADN. Junto con los fosfolípidos en las membranas celulares y el trifosfato de adenosina, que funcionan como portadores de energía en las células, forman un material autorreplicante presente en todos los organismos vivos.

Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko
Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. Crédito: ESA / Rosetta / NAVCAM

En una cámara de vacío ultraalta enfriada a 5 K (-450) en el W.M. Keck Research Laboratory en Astrochemistry en UH Mānoa, el equipo de Hawaii replicó granos de hielo interestelares recubiertos con dióxido de carbono y agua, que son ubicuos en las frías nubes moleculares, y fosfina. Cuando se expusieron a radiación ionizante en forma de electrones de alta energía para simular los rayos cósmicos en el espacio, se sintetizaron múltiples oxoácidos de fósforo como el ácido fosfórico y el ácido difosfórico mediante reacciones de no equilibrio.

Turner, el autor principal, dijo:

“En la Tierra, la fosfina es letal para los seres vivos. Pero en el medio interestelar, una química exótica de fosfina puede promover vías de reacción química poco comunes para iniciar la formación de moléculas importantes como los oxoácidos del fósforo, que eventualmente podrían provocar la evolución molecular de la vida como la conocemos”.

Kaiser agregó:

“Los oxoácidos de fósforo detectados en nuestros experimentos por combinación de analíticas sofisticadas que involucran láseres, acoplados a espectrómetros de masas junto con cromatógrafos de gases, también podrían haberse formado dentro de los cometas como 67P / Churyumov-Gerasimenko, que contiene fósforo. Se cree que la fuente se deriva de la fosfina”.

Kaiser dice que estas técnicas también se pueden usar para detectar trazas de explosivos y drogas.

Cornelia Meinert, de la University of Nice, en Francia, dijo:

“Dado que los cometas contienen al menos parcialmente los restos del material del disco protoplanetario que formó nuestro sistema solar, estos compuestos podrían rastrearse hasta el medio interestelar donde haya suficiente fosfina en los hielos interestelares”.

Al ser enviados a la Tierra por meteoritos o cometas, estos oxoácidos de fósforo podrían haber estado disponibles para la química prebiótica del fósforo de la Tierra. Por lo tanto, una comprensión de la síntesis fácil de estos oxoácidos es esencial para desentrañar el origen de los compuestos de fósforo prebióticos solubles en agua y cómo podrían haberse incorporado a organismos no solo en la Tierra, sino también potencialmente en nuestro universo.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature Communications.

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