?D¨®nde ¡¯comprar¡¯ ingredientes para la vida?
Algunos elementos qu¨ªmicos aparecen en todas las formas de vida, como por ejemplo el f¨®sforo. ?C¨®mo lleg¨® hasta aqu¨ª?
?Cu¨¢les son los ingredientes de la fabada? ?D¨®nde encontrarlos cerca de casa, y tambi¨¦n esa sidra extraordinaria que tomamos? ?Puedes hacer una fabada con fabes y chorizo que no sean asturianos? Muchos se habr¨¢n hecho preguntas como estas durante este extra?o verano. De manera parecida muchos astrobi¨®logos se preguntan cu¨¢les son los ingredientes principales y esenciales de la vida, d¨®nde se pueden encontrar en las cantidades y forma adecuadas para que aparezcan seres vivos y, de manera m¨¢s espec¨ªfica, de d¨®nde vienen los ingredientes de la vida en la Tierra.
Ya hablamos hace unos meses del trabajo de Margaret Burbidge sobre el origen de los elementos qu¨ªmicos. Hoy queremos dar m¨¢s detalles sobre uno de ellos que es bastante escurridizo (no literalmente, literalmente es bastante fosforescente), cuyo origen en la Tierra es uno de los grandes retos de la astrof¨ªsica: el f¨®sforo.
El f¨®sforo o portador de luz seg¨²n los griegos, lucifer en lat¨ªn, que eran los nombres que se daba a Venus en esas culturas, es esencial para la vida en varios aspectos. Empezando por ser un ingrediente b¨¢sico del ADN y el ARN, que est¨¢ en todas las formas de vida que conocemos y en otras cosas que no consideramos que est¨¢n vivas pero que tienen ARN y se multiplican como si no hubiera ma?ana, lo sabemos bien de los ¨²ltimos meses. Tambi¨¦n el f¨®sforo es vital para las c¨¦lulas a la hora de almacenar y usar energ¨ªa, algo que hacen con el famoso trifosfato de adenosina (ATP, el tenis no es lo m¨¢s importante con esas siglas). Sin fertilizantes con fosfatos las plantas no crear¨ªan ATP a trav¨¦s de la fotos¨ªntesis, ni nuestras c¨¦lulas podr¨ªan replicarse o tendr¨ªamos los huesos que tenemos.
El 1% de la masa del cuerpo humano es f¨®sforo, es nuestro sexto elemento m¨¢s abundante, no ser¨ªamos como somos sin ¨¦l. Sin embargo, este elemento no est¨¢ ni entre los 10 m¨¢s abundantes en la Tierra. En el universo el f¨®sforo es muy poco abundante, millones de veces menos abundante que el hidr¨®geno, m¨¢s de 1000 veces menos que lo que vemos en los seres vivos. No solo eso, el f¨®sforo en la Tierra normalmente est¨¢ formando minerales como la apatita, poco solubles en agua. Por todo ello se hace dif¨ªcil explicar c¨®mo la vida en sus or¨ªgenes obtuvo el (mucho) f¨®sforo que necesita.
Hemos visto f¨®sforo en las superficies de estrellas de distintos tipos, en las atm¨®sferas de planetas como J¨²piter o Saturno, e incluso lo hemos tocado directamente en cometas visitados por sondas como ¡¯Rosetta¡¯
Paramos ya de meternos en camisa de once varas hablando del papel biol¨®gico del f¨®sforo y vamos a la parte astrof¨ªsica. Sabiendo de la importancia de este elemento para la vida, los astr¨®nomos han buscado f¨®sforo en el universo durante d¨¦cadas. Pero es bastante esquivo, sobre todo porque no se deja notar en la zona del espectro electromagn¨¦tico que el ojo humano cubre y que es donde m¨¢s instrumentaci¨®n se ha construido durante d¨¦cadas; no tiene l¨ªneas espectrales brillantes en el ¨®ptico, en nuestro argot. Muchos han sido los que han buscado f¨®sforo en espectros de estrellas e incluso circula la leyenda urbana (no hemos encontrado registro sobre el asunto) entre astrof¨ªsicos de todo el mundo de que una de las veces que se proclam¨® el descubrimiento de f¨®sforo en una estrella result¨® ser que todo hab¨ªa sido debido a las cerillas que usaba un astr¨®nomo para encender su pipa durante las largas noches de observaci¨®n con el telescopio.
En los ¨²ltimos 20 a?os s¨ª se ha logrado detectar f¨®sforo en objetos astrof¨ªsicos. Hoy hemos visto f¨®sforo en las superficies de estrellas de distintos tipos, en las atm¨®sferas de planetas como J¨²piter o Saturno, e incluso lo hemos tocado directamente en cometas visitados por sondas como Rosetta. Con estas observaciones se ha propuesto un ciclo c¨®smico del f¨®sforo, en el que el elemento se formar¨ªa en las explosiones de supernova de estrellas muy masivas, que lanzar¨ªan grandes cantidades de f¨®sforo al espacio entre estrellas. Desde ese medio interestelar pasar¨ªa a los planetas a trav¨¦s de asteroides y cometas, lo que implica que debe haber mecanismos para que el f¨®sforo llegue a esos astros errantes y que la Tierra debi¨® recibir impactos de ellos en cantidades significativas.
Por primera vez este a?o se han encontrado pruebas de esta teor¨ªa, y una conexi¨®n directa entre el f¨®sforo interestelar y el f¨®sforo cometario, adem¨¢s de encontrar unas peculiares estrellas ricas en f¨®sforo que no se conoc¨ªan hasta la fecha. Con respecto al primer resultado, un grupo de astr¨®nomos liderado por el espa?ol V¨ªctor Rivilla descubri¨® mol¨¦culas de f¨®sforo combinado o con ox¨ªgeno o con nitr¨®geno en una regi¨®n de formaci¨®n estelar, encontrando pruebas de que esas mol¨¦culas podr¨ªan formarse por ondas de choque creadas por las estrellas j¨®venes y las explosiones de supernova que compactan el material gaseoso, posibilitando la formaci¨®n de mol¨¦culas donde la temperatura, densidad y exposici¨®n a la radiaci¨®n estelar es adecuada. Rivilla y colaboradores no solo estudiaron una regi¨®n de formaci¨®n estelar, sino que tambi¨¦n fueron a buscar mon¨®xido de f¨®sforo en los datos proporcionados por Rosetta para el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Nadie lo hab¨ªa hecho antes pero parec¨ªa una buena idea tras detectar esa mol¨¦cula en el medio interestelar. Y efectivamente ah¨ª estaba, en cantidades relativas parecidas a la nube de gas, apoyando la teor¨ªa que dice que este cometa se form¨® antes que el Sol y que el f¨®sforo puede llegar a los planetas en compuestos solubles en agua, m¨¢s accesibles para la vida que la apatita, a trav¨¦s de cometas y asteroides.
En cuanto a las estrellas ricas en f¨®sforo, que no parecen superar un 1% del total de estrellas de la galaxia, su estudio en los pr¨®ximos a?os ser¨¢ de gran inter¨¦s, ya que podr¨ªan ayudar a entender por qu¨¦ los modelos de formaci¨®n de la V¨ªa L¨¢ctea, que usan toda la informaci¨®n que tenemos sobre c¨®mo evolucionan las estrellas, predicen hasta un factor tres menos f¨®sforo del medido. Esta discrepancia se?ala que nos falta informaci¨®n fidedigna sobre c¨®mo se crea el vital f¨®sforo del universo, que podr¨ªa ser influenciada por propiedades estelares como la rotaci¨®n o la convecci¨®n. Una interesante implicaci¨®n de este problema del f¨®sforo es que el Sistema Solar seguramente tuvo que formarse en una zona ¡°privilegiada¡±, quiz¨¢s enriquecida en f¨®sforo por supernovas cercanas o por estrellas especiales.
?De d¨®nde viene nuestro f¨®sforo? ?Qu¨¦ pas¨® cerca del Sol para que lo tengamos con nosotros y c¨®mo lleg¨® a la Tierra? ?Se necesita una cantidad m¨ªnima de f¨®sforo para que aparezca la vida? ?Puede el papel del f¨®sforo en la creaci¨®n de la vida ser llevado a cabo por otro(s) elemento(s)? ?Y d¨®nde est¨¢ esa fabada?, ?que las echamos de menos y tienen del orden de 400 mg de f¨®sforo por cada 100 gramos de fabes! En todas esas preguntas muchos astrobi¨®logos y gastr¨®nomos tienen bastante trabajo para los pr¨®ximos meses y a?os.
Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez es investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).
Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez es profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.
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