Secondo una nuova ricerca NASA, la creazione nello spazio di alcuni elementi fondamentali che costituiscono la vita può essere un po' come fare un panino: è possibile farli sia a freddo che a caldo. Questo prova che vi è più di un modo perché si formino i componenti cruciali della vita, aumentando così la probabilità che la vita stessa si sia formata in altre parti dell'Universo e dà supporto alla teoria che un "kit" preformato, creato altrove nello spazio, sia stato consegnato alla Terra da impatti di meteoriti e comete, aiutando in questo modo l'origine della vita.
 |
| La raccolta in Antartide di una delle meteoriti della ricerca. |
Nello studio, alcuni scienziati con l’Astrobiology Analytical Laboratory del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, hanno analizzato campioni provenienti da quattordici meteoriti ricche di carbonio che contengono minerali indicanti il fatto di aver subito alte temperature, in alcuni casi oltre 1'100 gradi centigradi. Hanno trovato amminoacidi, che sono i mattoni costituenti le proteine, utilizzati dalla vita per accelerare le reazioni chimiche e costruire strutture come i peli, la pelle e le unghie.
In precedenza, il team di Goddard e altri ricercatori hanno trovato amminoacidi in meteoriti carboniose con mineralogia tale da rivelare che gli amminoacidi stessi sono stati creati da un processo che avviene nell'acqua a relativamente bassa temperatura chiamato "Sintesi di Strecker"; questo processo coinvolge aldeidi e chetoni, ammoniaca e cianuro.
"Anche se in precedenza abbiamo trovato amminoacidi in meteoriti ricchi di carbonio, non ci aspettavamo di trovarne in questi gruppi specifici, in quanto le alte temperature hanno mostrato la tendenza a distruggere gli aminoacidi", ha detto il Dott. Aaron Burton, un ricercatore del programma NASA Postdoctoral di stanza a Goddard. "Tuttavia, il tipo di amminoacidi che abbiamo scoperto in queste meteoriti indica che sono stati prodotti da un processo diverso, ad alta temperatura, mentre gli asteroidi da cui derivavano si raffreddavano gradualmente". Burton è autore di un articolo su questa scoperta che è apparso il 9 marzo su “Meteoritics and Planetary Science”. Nella nuova ricerca, il team ipotizza che gli amminoacidi siano stati prodotti da un processo ad alta temperatura chiamato "Fischer-Tropsch", che coinvolge una miscela di gas contenente idrogeno, monossido di carbonio e azoto. Questo tipo di reazione si verifica a temperature che vanno da circa 90 a 550 gradi centigradi in presenza di minerali che facilitano la reazione. Queste reazioni vengono attualmente utilizzate per produrre l'olio lubrificante sintetico e altri idrocarburi, mentre durante la seconda guerra mondiale, sono state utilizzate per produrre benzina dal carbone, nel tentativo di superare la grave carenza di carburanti.
I ricercatori ritengono che gli asteroidi da cui provengono queste meteoriti sono stati riscaldati a temperature elevate da collisioni o grazie al decadimento di elementi radioattivi. Mentre l'asteroide si raffreddava, le reazioni tipo Fischer-Tropsch (FTT) sarebbero potute avvenire sulle superfici minerali utilizzando gas intrappolato all'interno di piccoli pori dell'asteroide.
Le reazioni FTT possono anche aver creato aminoacidi in grani di polvere appartenenti alla nebulosa solare, la nube di gas e polveri che è collassata sotto la sua gravità per formare il Sistema Solare. "L'acqua in forma liquida, che è due atomi di idrogeno legati ad un atomo di ossigeno, è considerato un ingrediente essenziale per la vita. Tuttavia, con reazioni FTT, tutto ciò che serve è idrogeno, monossido di carbonio e azoto in forma gassosa, elementi che sono tutti molto comuni nello spazio. Con reazioni FTT, si può cominciare a creare alcune componenti della vita prebiotica molto prima di avere asteroidi o pianeti con acqua allo stato liquido", ha detto Burton.
In laboratorio, le reazioni FTT producono amminoacidi e possono mostrare una preferenza per la realizzazione di molecole a catena lineare. "In quasi tutte le 14 meteoriti che abbiamo analizzato, abbiamo scoperto che la maggior parte degli aminoacidi hanno queste catene lineari, suggerendo che potrebbero averli prodotti proprio le reazioni FTT", ha aggiunto Burton. È possibile che entrambi i processi Strecker e FTT abbiano contribuito alla formazione di aminoacidi, tuttavia le evidenze per le reazioni FTT tenderebbero a perdersi perché producono aminoacidi in quantità molto inferiori rispetto a quelli della sintesi Strecker. Secondo gli studiosi, se un asteroide con una presenza iniziale di amminoacido proveniente da reazioni FTT è stato modificato con acqua e sintesi Strecker, potrebbe aver mascherato il piccolo contributo dato dalle reazioni FTT,.
Il team ritiene che la maggior parte degli amminoacidi che si trovano nelle 14 meteoriti sono stati davvero creati nello spazio e non sono il risultato della contaminazione da parte della vita terrestre, e questo per diversi motivi. In primo luogo, gli amminoacidi terrestri (e quelli provenienti da prodotti industriali) sono spesso legati insieme in catene lunghe, sia come proteine che come polimeri. La maggior parte degli aminoacidi scoperti nella nuova ricerca invece, non sono stati legati in proteine o polimeri. Inoltre, gli aminoacidi più abbondanti trovati in biologia sono quelli che si trovano nelle proteine, ma tali amminoacidi "proteinogenici" rappresentano solo una piccola percentuale di amminoacidi presenti nelle meteoriti. Infine, il team ha analizzato un campione di ghiaccio preso da sotto uno dei meteoriti. Il ghiaccio conteneva solo tracce di aminoacidi, il che suggerisce che i meteoriti sono relativamente incontaminati.
Gli esperimenti che mostrano che le reazioni FTT producono amminoacidi sono stati eseguiti oltre 40 anni fa. I prodotti non sono stati analizzati con tecniche moderne, e quindi le distribuzioni esatte degli aminoacidi prodotti non sono state determinate. Il team vuole testare le reazioni FTT in laboratorio usando una varietà di ingredienti e di condizioni per vedere se si producono i tipi di aminoacidi con le abbondanze che hanno trovato nelle 14 meteoriti.
La squadra vuole anche ampliare la propria ricerca di aminoacidi a tutti gruppi noti di meteoriti ricche di carbonio. Ci sono ben otto diversi gruppi di queste meteoriti, chiamate condriti carboniose. "Il nuovo lavoro aggiunge due ulteriori gruppi ai tre precedentemente conosciuti per aver prodotto amminoacidi, lasciando i tre gruppi precedenti da testare. Questi tre gruppi rimanenti hanno un elevato contenuto in metallo nonché le evidenze di aver subito alte temperature. "Vedremo se hanno anche aminoacidi e speriamo di avere un'idea su come si sono formate", dice Burton. Quando il team ha iniziato a cercare aminoacidi in meteoriti carboniose, si è pensato che fosse una cosa strana, ma adesso: "Saremmo sorpresi se non trovassimo aminoacidi in una meteorite ricca di carbonio", dice Burton.
La ricerca è stata finanziata dal NASA Astrobiology Institute (NAI), il Centro Goddard di Astrobiologia, e il programma Cosmochemistry della NASA. NAI è gestito dalla Ames Research Center della NASA di Mountain View, in California. Il dottor Burton è stato sostenuto dal programma NASA Postdoctoral, amministrato da Oak Ridge Associated Universities attraverso un contratto con la NASA. I campioni di meteoriti sono stati forniti dal Dr. Kevin Righter del Johnson Space Center, Houston, Texas.
