Un equipo internacional liderado por Arpita Baidya y Craig Walton demostró que las rocas ígneas máficas y ultramáficas, la variedad más abundante de roca volcánica en la Tierra primitiva, pudieron funcionar como una fuente geológicamente sostenible de fósforo reactivo, a través de un proceso de meteorización en el fondo marino. El estudio se publicó en la revista Nature Communications.
El fósforo es un elemento clave para la bioquímica de cualquier organismo vivo, presente en el ADN, las membranas celulares y las moléculas que transportan energía dentro de las células. El problema es que, a diferencia de otros elementos esenciales para la vida como el carbono, el hidrógeno o el nitrógeno, el fósforo carece de una fase gaseosa estable y queda atrapado principalmente en rocas sólidas en su forma más común, el fosfato, un compuesto con muy baja solubilidad y reactividad química. Esa limitación, conocida entre los especialistas como el problema del fósforo, plantea un obstáculo serio para explicar cómo el elemento pudo incorporarse a las primeras biomoléculas.
Las formas de fósforo que sí podían encender la vida
Numerosos experimentos de química prebiótica demostraron que formas reducidas y polimerizadas del fósforo, como el fosfito y el pirofosfato, pueden facilitar reacciones de fosforilación, consideradas uno de los pasos esenciales hacia la formación de las primeras biomoléculas. El problema era que las fuentes geológicas capaces de aportar estas variantes más reactivas del fósforo, y la cantidad real que podían liberar, seguían siendo un misterio poco estudiado.
Hasta ahora, las hipótesis dominantes apuntaban principalmente a fuentes extraterrestres, como la corrosión del mineral meteorítico schreibersite, o a procesos volcánicos de muy alta temperatura capaces de generar compuestos de fósforo en fumarolas.
Lo que encontraron al analizar rocas de 15 lugares distintos
El equipo analizó muestras de rocas máficas y ultramáficas de 15 localidades distintas y encontró que el fosfito representaba hasta el 7%, el 24%, el 17% y el 0,6% del fósforo total extraído en separados de olivino, peridotita, komatiita y basalto, respectivamente, mientras que el pirofosfato alcanzó hasta el 5% en komatiita y el 0,4% en basalto.
Usando un modelo matemático, los investigadores calcularon que el fosfito podría haber alcanzado concentraciones de hasta 1 micromolar en el océano profundo y de hasta 67 micromolares en lagos con baja exposición a radiación ultravioleta durante la Tierra prebiótica, niveles que los autores consideran suficientes para sostener reacciones químicas relevantes para el origen de la vida.
Un mecanismo mucho más simple y sostenido en el tiempo
A diferencia de las fuentes extraterrestres o los procesos volcánicos extremos, que habrían aportado fósforo reactivo de manera puntual o esporádica, la meteorización constante de rocas máficas y ultramáficas en el fondo marino habría ofrecido un suministro geológicamente sostenido a lo largo de largos períodos de tiempo, precisamente el tipo de fuente continua que los modelos sobre el origen de la vida necesitaban para funcionar.
Los propios investigadores concluyen que este mecanismo podría haber alimentado la fosforilación prebiótica y aportado fosfato a la vida emergente en la Tierra, un proceso que, según plantean, también podría mejorar la habitabilidad de otros cuerpos planetarios donde existan condiciones geológicas similares.
Una pieza que se suma a otro hallazgo reciente
El estudio se conoce apenas unos meses después de que otro equipo documentara evidencia directa de fosfito magmático y polifosfato metamórfico en rocas de 3.220 millones de años del Grupo Moodies, en Sudáfrica, uno de los pocos registros geológicos directos de este tipo de compuestos en el Precámbrico. Juntos, ambos trabajos refuerzan la idea de que los procesos ígneos y metamórficos de la Tierra primitiva pudieron aportar, de múltiples formas, el fósforo reactivo que la vida necesitaba para dar sus primeros pasos.
