Dagli asteroidi gli ingredienti della vita sulla Terra



La teoria dell’origine della vita sulla Terra per abiogenesi (cioè per nascita spontanea e casuale), che rappresenta da sempre uno dei cardini dell’evoluzione e continua a essere considerata la spiegazione più probabile e corretta secondo la comunità scientifica, negli ultimi anni ha visto cadere molti dei suoi assunti fondamentali.


Secondo la teoria dell’abiogenesi terrestre, una volta raffreddatasi, la crosta della Terra presentava già tutti gli elementi necessari alla nascita della vita.

La comparsa della vita quindi, era solo una questione di tempo, quello necessario affinché questi elementi andassero prima a costituire gli amminoacidi (i cosiddetti “mattoni fondamentali della vita”), poi molecole organiche più complesse come l’RNA e, infine, forme di vita dotate di DNA. La vita sulla Terra è dunque, secondo questa tradizionale visione, un fatto più unico che raro, una casualità isolata che nulla ha a che fare con il resto dell’universo.


Questo sempre in teoria, una teoria formulata in un periodo in cui praticamente nulla si sapeva di ciò che esisteva al di fuori del nostro pianeta e, ancora pochissimo conoscevamo della nostra stessa casa, una teoria che oltretutto risentiva ancora della visione antropocentrica dell’universo, visione dettata dalle principali religioni monoteiste.

Abbiamo visto invece, già in molti articoli precedenti (leggi l’articolo “Siamo figli delle Stelle e no siamo soli”), come recenti scoperte scientifiche che hanno riguardato sia le condizioni passate, sia gli elementi presenti (e assenti) ai primordi della Terra e sia ciò che esiste fuori, oltre l’orbita terrestre, su asteroidi, meteoriti, comete, lune e pianeti del nostro sistema solare, esopianeti e nubi di polvere interstellari abbiano fatto venir meno molti, se non tutti, gli assunti propri della teoria dell’abiogenesi.


Oggi sappiamo non solo che molti degli elementi necessari alla formazione delle molecole organiche o al loro sviluppo, non erano presenti nelle prime fasi in cui si riteneva erroneamente fossero già presenti, ma che, considerato il ritrovamento delle prime forme di vita terrestri quasi un miliardo di anni prima di quanto si sapeva al momento della formulazione della teoria, non c’è stato fisicamente il tempo affinché la vita si formasse spontaneamente (ho trattato dettagliatamente l’argomento nel mio libro del 2018).


Insomma è inverosimile, improbabile se non addirittura impossibile, che nel processo che ha portato alla comparsa della vita sulla Terra non sia intervenuto un qualche elemento estero, alieno, extraterrestre.

Una nuova conferma in tal senso, è arrivata nel mese di giugno (2020), da uno studio condotto in Giappone, dal gruppo dell’Università di Tohoku, guidato da Yoshiro Furukawa, e pubblicata sulla rivista Scientific Reports.


L'esperimento ha simulato l'impatto di asteroidi nell'oceano, dimostrando che eventi del genere possono innescare reazioni chimiche tali da portare alla formazione dei mattoni delle proteine. Il risultato è un'ulteriore conferma di quanto gli asteroidi siano stati importanti per la vita sulla Terra, come avevano indicato in passato anche esperimenti italiani, come quelli guidati da Raffaele Saladino ed Ernesto di Mauro, dell'università della Tuscia a Viterbo (in collaborazione con l'Istituto di Scienze dello Spazio di Barcellona), pubblicata sempre su Scientific Reports, ma nel dicembre del 2016.


Già quattro anni fa, infatti, i risultati della ricerca avevano mostrato come la “ricetta della vita” fosse un mix di meteoriti e acqua, all'ombra dei vulcani. Gli ingredienti giusti si trovano nei meteoriti e non spontaneamente sulla Terra, mentre l'acqua terrestre (anch’essa in gran parte di origine extraterrestre, poiché portata da impatti cometari), al contrario di quanto immaginato finora, è “solo” la scintilla che ha attivato la formazione di molecole biologiche. Insomma, secondo la ricerca italo-spagnola del 2016, gli ingredienti della vita sono stati portati dai meteoriti mentre le reazioni chimiche per la formazione di molecole biologiche sono state attivate dall'acqua. Questo aveva già posto in evidenza molti dei limiti riguardo gli assunti alla base della teoria dell’abiogenesi.


Infatti, la ricerca aveva dimostrato come l'acqua sia sì fondamentale per la cellula, e dunque per le forme di vita (almeno per gran parte di quelle terrestri), ma fino ad allora si pensava che non lo fosse per le reazioni che hanno generato i mattoni della vita.

La ricerca aveva anche mostrato come tra i vari tipi di acqua studiati, la più attiva fosse stata quella delle sorgenti idrotermali, suggerendo la possibilità che la vita non sia iniziata in ambiente marino, come finora generalmente ritenuto, ma in un ambiente vulcanico e termale.


Nel 2016, gli autori della ricerca avevano fatto reagire un composto chimico molto abbondante nella nostra galassia, chiamato formammide, con alcuni dei meteoriti più antichi (condriti) con l'acqua (nelle stesse percentuali presenti nei meteoriti), a temperature di 140 gradi, che corrispondono sia a quelle delle sorgenti geotermiche della Terra, sia a quelle presenti nei meteoriti. Tra i composti ottenuti vi erano i precursori del materiale genetico (basi nucleiche), i mattoni delle proteine (amminoacidi) e i componenti del metabolismo energetico (acidi carbossilici).

Il kit dei mattoni della vita era quindi in pratica completo.


Sono passati quattro anni e oggi, 2020, la ricerca degli scienziati giapponesi è giunta alle medesime conclusioni. Questa volta, per simulare le reazioni che s’innescano quando un meteorite cade nell'oceano, i ricercatori giapponesi hanno riprodotto le condizioni presenti sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa, a partite dalla composizione dell'atmosfera, nella quale prevalevano anidride carbonica e azoto. Nella simulazione dell'impatto sono state quindi riprodotte le reazioni fra i gas atmosferici, l'acqua e il ferro contenuto nel meteorite.

Da questo mix è emersa la formazione di amminoacidi come glicina e alanina, che sono componenti diretti delle proteine. La scoperta della formazione di amminoacidi da anidride carbonica e azoto dimostra quanto questi composti onnipresenti siano importanti per la formazione dei mattoni della vita.


Il ruolo cruciale degli amminoacidi emerge anche da uno studio indipendente questa volta pubblicato nel giugno 2020, su Physical Review Letters. La ricerca, coordinata dal Max Planck Institute for Astronomy, ha fatto luce su come queste importanti molecole si formano nel mezzo interstellare.

Secondo gli scienziati, le reazioni chimiche che danno vita agli amminoacidi avvengono su minuscoli granelli di polvere cosmica ricoperti di ghiaccio. Questi granelli di polvere, pur essendo molto piccoli, hanno una superficie più estesa di quanto si pensasse in precedenza. Sarebbe questo lo scenario nel quale si formano le molecole prebiotiche, le stesse che, trasportate dai meteoriti, avrebbero un ruolo essenziale per lo sviluppo della vita sulla Terra come dimostrato in ultimo dalle ricerche sopra citate, pubblicate nel 2016 e nel 2020 su Scientific Reports.


Per arrivare a questi risultati il team di ricerca ha realizzato una serie di esperimenti nei laboratori di astrofisica del Max Planck, ricostruendo i sottili strati di ghiaccio che ricoprono le particelle di polvere cosmica.

La nuova consapevolezza scientifica acquisita anche attraverso questi tre studi, dimostra che la comparsa della vita non possa essere considerata un evento avulso dagli altri fenomeni cosmici, e la migliorata conoscenza dei processi alla base della sua comparsa, apre, di fatto, scenari molto interessanti anche per quanto riguarda la ricerca astrobiologica.


Oggi possiamo ragionevolmente ipotizzare, ancora con maggior forza e maggior sicurezza, che la vita possa aver fatto la sua comparsa anche in molti altri luoghi dell’universo e, probabilmente già nel nostro sistema solare (leggi l’articolo “La vita si è formata prima su Marte poi sulla Terra?").


L’ormai certezza che in passato esistesse un vasto oceano su Marte e che ancora oggi esisterebbe un intero sistema di laghi (salati) interconnessi solleva anche altre implicazioni interessanti. Secondo i ricercatori anidride carbonica e azoto sono stati probabilmente i principali gas anche dell’antica atmosfera marziana.


Pertanto, la formazione di aminoacidi indotta dall'impatto dei meteoriti potrebbe essere stata anche una possibile fonte d’ingredienti della vita sull'antico Marte, ma di questo parlerò diffusamente in un prossimo articolo. (per chi ha fretta di saperne di più, consiglio la lettura del libro “Il lato oscuro di Marte – dal mito alla colonizzazione”).




Stefano Nasetti


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