Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di cellule ed energia per replicarsi. Senza questi mattoni fondamentali, gli organismi viventi sulla Terra non sarebbero in grado di riprodursi e semplicemente non esisterebbero.

Si sapeva poco di un elemento chiave negli elementi costitutivi, fosfati, fino ad ora. ricercatori dell'Università delle Hawaii a Mānoa, in collaborazione con colleghi in Francia e Taiwan, fornire nuove prove convincenti che questo componente per la vita è stato scoperto essere generato nello spazio esterno e consegnato alla Terra nel suo primo miliardo di anni da meteoriti o comete. I composti del fosforo sono stati poi incorporati nelle biomolecole presenti nelle cellule degli esseri viventi sulla Terra.

La ricerca rivoluzionaria è delineata in "An Interstellar Synthesis of Phosphorus Oxoacids, " scritto dallo studente laureato UH Mānoa Andrew Turner, ora assistente professore all'Università di Pikeville, e il professore di chimica UH Mānoa Ralf Kaiser, nel numero di settembre di Comunicazioni sulla natura .

Secondo lo studio, i fosfati e l'acido difosforico sono due elementi principali che sono essenziali per questi elementi costitutivi nella biologia molecolare. Sono i principali costituenti dei cromosomi, i portatori di informazioni genetiche in cui si trova il DNA. Insieme ai fosfolipidi nelle membrane cellulari e all'adenosina trifosfato, che funzionano come vettori energetici nelle cellule, formano materiale autoreplicante presente in tutti gli organismi viventi.

Replicare le condizioni interstellari

In una camera ad altissimo vuoto raffreddata a 5 K (-450℉) nel W.M. Keck Research Laboratory in Astrochimica presso UH Mānoa, il team delle Hawaii ha replicato grani ghiacciati interstellari ricoperti di anidride carbonica e acqua, che sono onnipresenti nelle fredde nubi molecolari, e fosfina. Quando esposto a radiazioni ionizzanti sotto forma di elettroni ad alta energia per simulare i raggi cosmici nello spazio, più ossoacidi di fosforo come l'acido fosforico e l'acido difosforico sono stati sintetizzati tramite reazioni di non equilibrio.

"Sulla terra, la fosfina è letale per gli esseri viventi, "disse Turner, autore principale. "Ma nel mezzo interstellare, una chimica esotica della fosfina può promuovere percorsi di reazione chimica rari per avviare la formazione di molecole biorilevanti come gli ossoacidi di fosforo, che alla fine potrebbe innescare l'evoluzione molecolare della vita come la conosciamo."

Kaiser ha aggiunto, "Gli ossoacidi di fosforo rilevati nei nostri esperimenti combinando sofisticate analisi che coinvolgono laser, accoppiato a spettrometri di massa insieme a gascromatografi, potrebbe essersi formato anche all'interno dei ghiacci di comete come 67P/Churyumov-Gerasimenko, che contiene una fonte di fosforo che si ritiene derivi dalla fosfina." Kaiser afferma che queste tecniche possono essere utilizzate anche per rilevare tracce di esplosivi e droghe.

"Dal momento che le comete contengono almeno in parte i resti del materiale del disco protoplanetario che ha formato il nostro sistema solare, questi composti potrebbero essere ricondotti al mezzo interstellare ovunque sia disponibile una quantità sufficiente di fosfina nei ghiacci interstellari, " ha affermato Cornelia Meinert dell'Università di Nizza (Francia).

Al momento della consegna sulla Terra da meteoriti o comete, questi ossaacidi di fosforo potrebbero essere stati disponibili per la chimica del fosforo prebiotico della Terra. Quindi una comprensione della facile sintesi di questi ossaacidi è essenziale per districare l'origine dei composti prebiotici del fosforo idrosolubili e come potrebbero essere stati incorporati in organismi non solo sulla Terra, ma potenzialmente anche nel nostro universo.