Insieme all’azoto e al carbonio, il fosforo è un elemento essenziale per la vita sulla Terra. È un componente centrale delle molecole, come il DNA e l’RNA, che servono a trasferire e immagazzinare le informazioni genetiche, o l’ATP (adenosina trifosfato), di cui le cellule hanno bisogno per generare energia.
È probabile che il fosforo abbia svolto un ruolo chiave anche nell’origine della vita. Per avviare i processi biochimici che precedono la vita sono necessarie alcune condizioni. Una di queste è una quantità sufficiente di fosforo. La sua disponibilità regola la crescita e le attività degli organismi. A differenza dell’azoto e del carbonio, il fosforo è relativamente raro sulla superficie terrestre, e questo valeva sia per l’era precedente all’esistenza della vita sia per quella attuale.
Proprio perché il fosforo è raro e difficile da ottenere, ma è molto richiesto dagli organismi viventi, gli scienziati si sono a lungo chiesti come la vita abbia potuto svilupparsi.
Per rispondere a questa domanda, hanno condotto, tra l’altro, esperimenti in laboratorio. Questi hanno dimostrato che la chimica prebiotica richiede concentrazioni di fosforo molto elevate, circa 10.000 volte superiori a quelle presenti naturalmente nell’acqua. Ciò solleva la questione di come e dove si siano verificate concentrazioni così elevate di fosforo nell’acqua della Terra miliardi di anni fa.
La chimica ha bisogno di concentrazioni di fosforo molto elevate
Lo scienziato terrestre Craig Walton ha una nuova risposta: grandi laghi di soda senza drenaggio naturale potrebbero mantenere concentrazioni di fosforo sufficientemente elevate per lungo tempo, anche se la vita inizia a esistere in essi a un certo punto (e consuma continuamente fosforo). I risultatiQuesti laghi rilasciano acqua solo attraverso l’evaporazione. Di conseguenza, il fosforo rimane nell’acqua invece di essere trasportato da fiumi e torrenti. Ciò ha permesso l’accumulo di concentrazioni di fosforo molto elevate in questi laghi di soda.
I ricercatori dell’Università di Washington avevano già evidenziato nel 2020 che i laghi di soda potrebbero essere la culla della vita. Walton ha ora ripreso il filo del discorso. Nell’ambito di una borsa di studio Nomis presso il Centro per l’origine e la prevalenza della vita del Politecnico di Zurigo, il ricercatore sta indagando sulle questioni relative all’origine della vita da una prospettiva geochimica.
Non tutti i laghi di soda sono adatti; esclude quelli più piccoli. "Non appena vi si sviluppa la vita, le loro scorte di fosforo si esaurirebbero più velocemente di quanto vengano reintegrate. In questo modo le reazioni chimiche e la vita che ne deriva verrebbero bloccate sul nascere", afferma Walton. Nei grandi laghi di soda, invece, le concentrazioni di fosforo sono sufficientemente elevate da alimentare sia le reazioni chimiche di base sia la vita a lungo termine. Tali concentrazioni di fosforo sono ottenute grazie a un forte afflusso di acqua fluviale contenente fosforo. D’altra parte, questi laghi non hanno un deflusso; l’acqua li lascia solo per evaporazione. Poiché il fosforo non evapora facilmente, rimane nell’acqua del lago e si accumula.
Un esempio di grande lago di soda è il Mono Lake in California. È grande circa due volte il lago di Zurigo. Nel Mono Lake la concentrazione di fosforo rimane costantemente elevata, consentendo a un’ampia varietà di organismi di prosperare. Questo è fondamentale perché nei laghi piccoli il fosforo si esaurisce prima che se ne possano aggiungere nuove quantità. Il fosforo nel lago Mono è quindi mantenuto in concentrazioni elevate, il che significa che molto fosforo affluisce regolarmente senza che il contenuto di fosforo si riduca troppo rapidamente.
Walton e il suo team ritengono quindi che i grandi laghi di soda, con un apporto di fosforo costantemente elevato nei primi anni della storia della Terra, fossero un ambiente ideale per la comparsa della vita. I ricercatori ipotizzano che la vita si sia originata in questi grandi corpi idrici piuttosto che in piccoli stagni, come aveva ipotizzato Charles Darwin.
L’origine della vita potrebbe quindi essere stata strettamente legata all’ambiente speciale dei grandi laghi di soda, che hanno fornito le condizioni ideali per la chimica prebiotica grazie al loro ambiente geologico e all’equilibrio del fosforo. "Questa nuova teoria aiuta a risolvere un altro pezzo del puzzle che circonda l’origine della vita sulla Terra", afferma Walton.
