Todos los organismos, desde microbios hasta monos, necesitan grandes cantidades de fósforo, un elemento clave en el ADN, ARN, adenosín trifosfato (ATP) y los lípidos de las membranas celulares. Sin embargo, el fósforo no es abundante en la mayoría de los ambientes acuáticos, lo que ha generado un dilema sobre cómo se originó la vida en la Tierra. Nuevas investigaciones sugieren que la actividad volcánica en lagos altamente alcalinos o lagos de carbonatos, y posiblemente en fuentes hidrotermales, pudo haber generado concentraciones de fósforo lo suficientemente altas para permitir el surgimiento de la vida.
La escasez de fósforo, conocida como el «problema del fósforo», fue reconocida desde 1955 por el bioquímico Addison Gulick. La vida primitiva habría requerido altas concentraciones de fosfato, un átomo de fósforo rodeado por cuatro oxígenos. Sin embargo, en océanos, ríos y la mayoría de los lagos, la concentración de fosfato es aproximadamente 10 000 veces menor de lo necesario.
En un estudio publicado en Communications Earth & Environment en septiembre de 2024, el geólogo Matthew Pasek y su equipo demostraron que el fósforo presente en lavas volcánicas podía transformarse en diversos fosfatos al reaccionar con rocas volcánicas ricas en hierro y agua a altas temperaturas, condiciones similares a las de una fuente hidrotermal. Si estas aguas se evaporaban periódicamente, las concentraciones de fosfato podían aumentar lo suficiente para permitir reacciones bioquímicas esenciales.
Otro posible entorno para la acumulación de fósforo son los lagos alcalinos, una idea propuesta por los científicos de la Universidad de Washington David Catling y Jonathan Toner en 2019. Estos lagos, que se forman en entornos volcánicos, se caracterizan por la acumulación de sodio y carbonatos debido a la evaporación del agua. A diferencia de los océanos y otros lagos, donde los iones de calcio atrapan el fosfato en minerales insolubles, en los lagos de soda los carbonatos neutralizan el calcio, permitiendo que el fosfato permanezca en el agua.
Para comprobar esta hipótesis, Catling y su equipo estudiaron dos lagos de soda en Columbia Británica: Goodenough Lake y Last Chance Lake. En el primero, los niveles de fosfato eran moderadamente altos, permitiendo el crecimiento de microbios y otras formas de vida. En el segundo, la elevada salinidad dificultaba la captación de nitrógeno, lo que inhibía el crecimiento microbiano y resultaba en concentraciones extremadamente altas de fosfato. En su estudio, publicado el 4 de febrero en Geochimica et Cosmochimica Acta, concluyeron que antes del origen de la vida, los lagos de soda pudieron haber acumulado suficiente fosfato para permitir el desarrollo de procesos biológicos.
Sin embargo, lagos pequeños como Goodenough y Last Chance solo habrían proporcionado un ambiente temporal para la vida incipiente, ya que sus reservas de fosfato se habrían agotado rápidamente. Investigaciones recientes de Craig Walton y su equipo en la Universidad de Cambridge analizaron lagos de soda mucho más grandes, como Mono Lake en California, que mide 21 km de largo y 17 m de profundidad. Aunque sus niveles de fosfato no igualan los de los lagos de Columbia Británica, son mucho más estables, proporcionando un suministro continuo del elemento. Estos hallazgos, publicados en Science Advances, sugieren que los lagos de soda de mayor tamaño podrían haber sido clave para la estabilidad del fósforo en el origen de la vida.
Walton considera que la combinación de actividad volcánica y lagos de soda es una solución geológica plausible al problema del fósforo, aunque Pasek señala que las piscinas hidrotermales también pudieron haber contribuido.
Fuente: Robert F. Service en Science (doi: 10.1126/science.z78227f).
