¿Provienen del espacio profundo los bloques de construcción clave para la vida?

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

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 Universidad de Hawái en Mānoa , en colaboración con colegas de Francia y Taiwán, aportan una nueva y convincente evidencia de que este componente de la vida fue generado en el espacio exterior y entregado a la Tierra en sus primeros mil millones de años por meteoritos o cometas. Los compuestos de fósforo se incorporaron en biomoléculas que se encuentran en las células de los seres vivos de la Tierra. 

La investigación de vanguardia se describe en "Una síntesis interestelar de oxoácidos de fósforo"escrito por el estudiante graduado de UH Mānoa Andrew Turner, ahora profesor asistente en la Universidad de Pikeville, y el profesor de química UH Mānoa Ralf Kaiser , en la edición de septiembre de Nature Communications . 

Según el estudio, los fosfatos y el ácido difosfórico son dos elementos principales que son esenciales para estos componentes en la biología molecular. Son los principales constituyentes de los cromosomas, los portadores de información genética en la 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 material autoreplicante presente en todos los organismos vivos. 

En una cámara de vacío ultra alta enfriada a 5 K (-450 ° F o -267,7778 ° C) en el WM Keck Research Laboratory en Astrochemistry en UH Mānoa, el equipo de Hawai ha replicado los granos helados interestelares recubiertos con dióxido de carbono y agua, que son ubicuos en las nubes moleculares frías, y la fosfina. Cuando se exponen a la 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 a través de reacciones de no equilibrio. 

Configuración de la ciencia de superficie en el Laboratorio de Investigación WM Keck de UH Manoa en Astroquímica. Crédito: Universidad de Hawái

"En la Tierra, la fosfina es letal para los seres vivos", dijo Turner, autor principal. "Pero en el medio interestelar, una química de fosfina exótica puede promover vías de reacciones químicas raras para iniciar la formación de moléculas biorelevantes como oxoácidos de fósforo, que eventualmente podrían desencadenar la evolución molecular de la vida tal como la conocemos".

Kaiser añadió: "Los oxoácidos de fósforo detectados en nuestros experimentos mediante la combinación de analíticas sofisticadas que involucran láseres, acoplados a espectrómetros de masas junto con cromatógrafos de gases, también se podrían haber formado dentro de los hielos de cometas como 67P / Churyumov-Gerasimenko, que contiene fósforo fuente cree que se deriva de la fosfina. "Kaiser dice que estas técnicas también se pueden utilizar para detectar pequeñas cantidades de explosivos y drogas. 

"Dado que los cometas contienen al menos parcialmente los restos del material del disco protoplanetario que formaba nuestro sistema solar, estos compuestos podrían remontarse al medio interestelar donde haya suficiente fosfina en los hielos interestelares", dijo Cornelia Meinert de la Universidad de Niza. (Francia) .

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

Turner y Kaiser trabajaron con Meinert y Agnes Chang de la Universidad Nacional Dong Hwa (Taiwán) en este proyecto. 

Fuente: Universidad de Hawái en Mānoa,