Un nuovo studio risolve il problema del fosforo

Tra gli elementi fondamentali per la vita troviamo il fosforo.
Questo elemento forma la spina dorsale delle molecole di DNA e RNA ed è impiegato negli scambi energetici delle cellule. La vita ha bisogno di molto fosforo, ma sulla Terra primitiva questo elemento scarseggiava. Com’è arrivato questo elemento sulla terra primitiva e priva di forme di vita?
Per 50 anni la scienza si è trovata davanti a un muro insormontabile, il problema del fosforo, che oggi, grazie a un nuovo studio, pubblicato il 30 dicembre negli Atti della National Academy of Sciences ha una risposta.
Il nuovo studio sostiene che laghi ricchi di carbonati potrebbero essersi formati sulla terra primitiva molto presto fornendo la chimica giusta per mantenere alti livelli di fosforo, necessari ai primi organismi.
Questi laghi ricchi di carbonati, si formano in ambienti asciutti all’interno di depressioni che incanalano l’acqua che vi affluisce. L’alto tasso di evaporazione delle loro acque fa aumentare le concentrazioni saline e alcaline. Questi laghi sono presenti in tutti i continenti.
Il primo passo è stato quello di eseguire delle misurazioni del fosforo in quei laghi oggi ricchi di carbonato. La concentrazione varia a seconda del luogo e dalla stagione e i ricercatori hanno scoperto che i laghi ricchi di carbonato presentano una concentrazione di fosforo 50 mila volte superiore alla concentrazione misurata in altri tipi di laghi, nei fiumi o nei mari. Questo indica un meccanismo naturale che accumula il fosforo in questi laghi particolari.
Oggi questi laghi ricchi di carbonati sostengono la vita sia microbica che i grandi esseri viventi come i fenicotteri. Gli esseri viventi, influenzano la chimica del lago e i ricercatori hanno svolto esperimenti per capire come il fosforo venga accumulato.
L’elevata presenza di fosforo di queste acque è dovuta al carbonato. In quasi tutti i laghi il calcio, molto più abbondante sulla terra, si lega al fosforo producendo minerali che le forme di vita non possono utilizzare. Nelle acque ad alto contenuto di carbonato le cose cambiano e invece di legarsi con il fosforo il carbonato si lega con il calcio lasciando molto fosforo libero, e i test effettuati in laboratorio lo hanno confermato.
I livelli di fosforo in questi laghi potrebbero arrivare a essere un milione di volte più alte che nelle acque dei mari, soprattutto nelle stagioni secche o in piccoli bacini separati dai laghi principali scatenando forse reazioni chimiche che hanno portato il fosforo stesso nel RNA, nelle proteine e nei grassi, i mattoni fondamentali che costituiscono i viventi.
Quattro miliari di anni fa, la primitiva atmosfera del nostro pianeta era completamente diversa da quella che conosciamo oggi, era ricca di anidride carbonica, ideale per creare quei laghi ricchi di carbonato e consentire cosi l’accumulo di fosforo che avrebbe in seguito raggiunto livelli altissimi di concentrazione.
Atmosfere ricche di anidride carbonica favoriscono sia la formazione di laghi ricchi di carbonato che condizioni acide tali da liberare il fosforo dalle rocce.
I due autori dello studio, Jonathan Toner, professore di ricerca universitario di Scienze della Terra e dello spazio e David Catling, anche lui Professore di scienze dello spazio e della terra, avevano dimostrato in un precedente studio che questi laghi ricchi di carbonato possono fornire il cianuro, che è si in certe dosi, per noi, un veleno ma non lo era per le forme di vita primitive, anzi, il cianuro è indispensabile per supportare la formazione di aminoacidi e nucleotidi, i mattoni delle proteine, del DNA e dell’RNA.
La ricerca è stata finanziata dalla Collaboration on the Origins of Life della Fondazione Simons.
Fonte: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191230153042.htm