Forma misterioasă a fosforului explicată

Confruntându-se cu foametea, unii microbi mari înțelepți ar putea înființa o piață neagră exclusivă pentru rațiile lor de fosfor.

Transformând elementul esențial al vieții într-o stare chimică neconvențională, anumiți microbi marini ar putea crea un schimb înfloritor de fosfor doar între ei, raportează cercetătorii în 15 mai. Ştiinţă. Descoperirea ajută la rezolvarea unui mister de lungă durată despre motivul pentru care microbii marini creează forma neobișnuită de fosfor, numită fosfonat. De asemenea, poate schimba teoriile oamenilor de știință despre modul în care compușii care conțin fosfor circulă printre organisme și ecosisteme și impactul acelui ciclu.

„Atât de multe depind de înțelegerea noastră despre ciclul fosforului”, spune oceanograful chimic Benjamin Van Mooy de la Instituția Oceanografică Woods Hole din Massachusetts. De exemplu, unii oameni de știință folosesc mișcările fosforului în ocean pentru a estima cât de mult dioxid de carbon este absorbit de mare, acidificând apele.

Până acum, nicio astfel de estimare nu ia în considerare fosfonații, spune oceanograful microbian David Karl de la Universitatea din Hawaii din Honolulu.

În schimb, oamenii de știință s-au concentrat pe fosfat, o formă comună de fosfor care se găsește în tot materialul genetic și în ATP, moneda energetică a celulelor. În fosfat, atomul de fosfor are o stare de oxidare – o măsură teoretică a câți electroni îi împarte – de +5. Într-o conversie costisitoare din punct de vedere energetic, unii microbi pot transforma fosfatul în molecule de fosfonat, care au un atom de fosfor cu o stare de oxidare de +3.

În apele din apropierea insulelor din Caraibe, unde fosforul este rar, Van Mooy și colegii săi au descoperit că cianobacteriile din gen Trihodesmium, împreună cu complicii microbieni neidentificați, transformă cu ușurință fosfatul în fosfonați. Microbii eliberează apoi fosfonați în apă, potențial împărțindu-i între ei ca o „monedă din umbră”, spune Van Mooy.

El și colegii lor estimează că cantitatea de fosfor convertită în fosfonați de către microbi ar putea reprezenta o parte semnificativă din circulația elementului – chiar mai mult decât cantitatea de fosfor care circulă în mod natural în oceane de pe uscat.

„Este uriaș”, spune microbiologul marin Edward DeLong, de asemenea, de la Universitatea din Hawaii. „Va schimba jocul în ceea ce privește modul în care oamenii gândesc despre ciclul fosforului în ocean.”