Anche se oggi i dettagli sono comprensibilmente scarsi, si pensa che la vita sulla Terra sia nata circa 4 miliardi di anni fa da una miscela fatale di composti organici nota come brodo primordiale.
Come e dove siano stati creati i componenti di questo input biologico iniziale è ancora oggetto di dibattito, data la cronologia e le condizioni della superficie sulla fredda e giovane Terra.
Sostanze basiche come amminoacidi, grassi e zuccheri possono formarsi nelle profondità dello spazio, lo hanno dimostrato recenti ricerche, e sono già state scoperte in precedenza. Consegnato sulla Terra in anticipo Attraverso meteoriti e comete.
Secondo un nuovo studio condotto da un team tedesco e francese, questo scenario non solo è plausibile, ma offre la spiegazione più probabile su come la Terra abbia acquisito alcuni elementi costitutivi della vita, alcuni dei quali potrebbero essersi formati in modo più efficiente nello spazio interstellare.
Lo studio si concentra specificamente sulla formazione di peptidi, ovvero catene corte costituite da un numero compreso tra 2 e 50 aminoacidi legati da legami chimici chiamati legami peptidici.
I peptidi sono la chiave della vita sulla Terra. Composti da sequenze uniche di aminoacidi, svolgono diverse funzioni come catalizzare una serie di processi biologici. I ricercatori suggeriscono che antichi peptidi potrebbero anche aver avuto un ruolo nella formazione dei precursori primitivi delle membrane cellulari.
I ricercatori aggiungono che, sebbene i peptidi siano chiaramente importanti per consentire la vita sulla Terra, il giovane pianeta potrebbe non aver fornito un ambiente ideale per la loro formazione.
Spiegano che l'acqua può avere un effetto confondente sulla formazione di peptidi da componenti chimici, e quindi potrebbe aver ostacolato questa parte dell'abiogenesi, o l'emergere della vita da materiali non viventi.
Esiste un luogo sorprendentemente più favorevole alla formazione dei peptidi: il mezzo interstellare, un termine che si riferisce alla materia diffusa e alla radiazione che occupa le vaste aree di spazio tra i sistemi stellari.
Guidati da Serge Krasnokotsky, astrofisico dell'Istituto Max Planck per l'astronomia in Germania, gli autori dello studio hanno simulato le condizioni trovate nel mezzo interstellare, consentendo loro di testare in laboratorio alcuni dettagli di base su come il nostro pianeta potrebbe finire con i peptidi.
Hanno confermato, ad esempio, che la sintesi dei peptidi dipende da tre componenti chimici – carbonio, monossido di carbonio e ammoniaca – la cui presenza può portare alla formazione di molecole di aminochetina simili ad amminoacidi nelle nubi di polvere interstellare a bassa densità.
Mentre questo tipo di nube molecolare si condensa, le particelle di polvere al suo interno iniziano a coagularsi, notano i ricercatori, e le molecole di aminochetina possono assemblarsi in catene, cioè peptidi.
La continua coagulazione delle particelle di polvere nello spazio interstellare può aiutare a trasformare una sottile nube molecolare in un disco protoplanetario più denso, un anello di detriti attorno a una stella che alla fine si condensa per formare pianeti, lune e altri corpi celesti.
All'interno di questi dischi circumstellari, le comete o gli asteroidi che si trovano a grande distanza dalla loro stella sono "gli oggetti più interessanti per la formazione di peptidi", dicono i ricercatori. Lui scrive.
Quando un tale corpo si avvicina alla stella e si riscalda, l'evaporazione delle sue molecole interne viene generalmente soppressa e solo le molecole del sottile strato superficiale possono evaporare liberamente.
Quando la temperatura di un oggetto sale a 176 K, l'ammoniaca contenuta nel ghiaccio molecolare si combina con l'acqua per formare una miscela che ha un punto di fusione inferiore a quello dei suoi componenti. In gran parte incapace di evaporare, il contenuto liquido trovato nelle profondità di una cometa o di un asteroide potrebbe essere "ben adatto" per la formazione di molecole di aminochetina, affermano gli autori dello studio. Lui scrive.
Sottolineano che le molecole solide possono muoversi più liberamente all'interno di questo stato liquido, consentendo ad un'alta concentrazione di molecole di ammoniaca di agire come catalizzatori.
Inoltre, poiché il rapido riscaldamento può interrompere la formazione di legami peptidici, lunghi periodi di tempo durante i quali queste sfere subiscono cambiamenti di temperatura probabilmente supporterebbero la sintesi peptidica, fornendo più tempo affinché avvengano le reazioni chimiche necessarie.
I peptidi probabilmente si sono formati in questo modo durante l'evoluzione del nostro sistema solare, suggeriscono gli autori, e potrebbero aver successivamente raggiunto la Terra quando il giovane pianeta fu bombardato da meteoriti, comete e altri oggetti potenzialmente contenenti peptidi.
L'arrivo dei peptidi avrebbe donato alla Terra almeno un elemento cruciale per la vita, contribuendo allo sviluppo delle proto-membrane, ovvero precursori delle membrane che danno struttura alle cellule e ne circondano il contenuto.
Saranno necessarie ulteriori ricerche per esplorare questi risultati e continuare a colmare le lacune nella nostra comprensione delle origini della vita, ma gli autori affermano che questo studio aggiunge un supporto significativo all'idea che gli ingredienti extraterrestri abbiano contribuito a dare vita al brodo primordiale della Terra.
Lo studio è stato pubblicato in Progresso della scienza.