Gli scienziati dell’Università di Aarhus hanno ribaltato un’ipotesi di lunga data su come emergono gli ingredienti essenziali della vita. Nuovi esperimenti mostrano che i componenti di base necessari per costruire le proteine possono formarsi naturalmente nello spazio, una scoperta che aumenta la probabilità che la vita possa esistere altrove nell’universo.
La ricerca è stata condotta presso laboratori avanzati dell’Università di Aarhus e presso una struttura di ricerca europea in Ungheria (HUN-REN Atomki). Gli esperimenti sono stati guidati dai ricercatori Sergio Ioppolo e Alfred Thomas Hopkinson.
Ricreare le condizioni estreme dello spazio interstellare
All’interno di una camera appositamente progettata, i ricercatori hanno ricreato l’ambiente ostile che si trova in vaste nubi di polvere cosmica situate a migliaia di anni luce dalla Terra. Queste regioni sono tra i luoghi più freddi e vuoti dell’universo.
Le temperature in tali nubi di polvere raggiungono circa -260°C e la pressione è così bassa che i ricercatori devono rimuovere costantemente le particelle di gas vaganti per mantenere un vuoto ultraelevato. In queste condizioni attentamente controllate, il team ha studiato come si comportano le particelle quando esposte alle radiazioni, in modo molto simile a ciò che accade nello spazio interstellare reale.
« Sappiamo già da esperimenti precedenti che gli amminoacidi semplici, come la glicina, si formano nello spazio interstellare. Ma eravamo interessati a scoprire se molecole più complesse, come i peptidi, si formano naturalmente sulla superficie dei granelli di polvere prima che prendano parte alla formazione di stelle e pianeti », dice Sergio Ioppolo.
Dagli aminoacidi ai precursori delle proteine
I peptidi sono catene corte prodotte quando singoli amminoacidi si uniscono tra loro. Quando molti peptidi si legano, formano proteine, che sono essenziali per la vita come la conosciamo. Identificare dove e come hanno origine questi precursori proteici è un passo fondamentale per comprendere come potrebbe iniziare la vita.
Per testare questo processo, i ricercatori hanno posizionato la glicina all’interno della camera e l’hanno esposta a raggi cosmici simulati utilizzando un acceleratore ionico presso l’HUN-REN Atomki. Hanno poi analizzato le reazioni chimiche che seguirono.
« Abbiamo visto che le molecole di glicina hanno iniziato a reagire tra loro per formare peptidi e acqua. Ciò indica che lo stesso processo avviene nello spazio interstellare », afferma Alfred Thomas Hopkinson. « Questo è un passo avanti verso la creazione di proteine sulle particelle di polvere, gli stessi materiali che poi formeranno i pianeti rocciosi. »
Nubi di formazione stellare come fabbriche chimiche
Ioppolo, Hopkinson e i loro colleghi si concentrano sulle gigantesche nubi di polvere tra le stelle perché è in queste regioni che nascono nuovi sistemi solari. Per decenni gli scienziati hanno creduto che in questi ambienti si potessero formare solo molecole molto semplici.
« Pensavamo che in queste nubi si potessero creare solo molecole molto semplici. L’idea era che le molecole più complesse si formassero molto più tardi, una volta che i gas avevano iniziato a coalizzarsi in un disco che alla fine diventa una stella », spiega Sergio Ioppolo.
« Ma abbiamo dimostrato che chiaramente non è così. »
Questo cambiamento nella comprensione suggerisce che le molecole chiave legate alla vita sono molto più diffuse in tutto l’universo di quanto si pensasse in precedenza.
Implicazioni per la vita oltre la Terra
Quando le nubi di polvere interstellare collassano, alla fine danno origine a stelle e pianeti. Durante questo processo, minuscoli elementi chimici possono essere consegnati ai mondi rocciosi appena formati.
« Alla fine, queste nubi di gas collassano in stelle e pianeti. A poco a poco, questi minuscoli elementi costitutivi atterrano su pianeti rocciosi all’interno di un sistema solare appena formato. Se questi pianeti si trovano nella zona abitabile, allora c’è una reale probabilità che la vita possa emergere », dice Sergio Ioppolo.
« Detto questo, non sappiamo ancora esattamente come sia iniziata la vita. Ma ricerche come la nostra mostrano che molte delle molecole complesse necessarie alla vita vengono create naturalmente nello spazio. »
Un processo chimico che funziona ovunque
A prima vista, la formazione di peptidi da semplici aminoacidi potrebbe sembrare un piccolo passo. Tuttavia, la reazione chimica che collega insieme gli amminoacidi segue ovunque le stesse regole di base, rendendo la scoperta particolarmente importante.
« Tutti i tipi di amminoacidi si legano ai peptidi attraverso la stessa reazione. È quindi molto probabile che anche altri peptidi si formino naturalmente nello spazio interstellare », afferma Hopkinson. « Non abbiamo ancora esaminato questo aspetto, ma è probabile che lo faremo in futuro. »
Alla ricerca di altri ingredienti della vita
Le proteine sono solo una parte del quadro. La vita dipende anche dalle membrane, dalle basi azotate e dai nucleotidi. Se questi componenti possano formarsi naturalmente anche nello spazio è ancora una questione aperta.
I ricercatori del Centro per la catalisi interstellare, finanziato dalla Fondazione nazionale danese per la ricerca, stanno continuando a studiare queste possibilità.
« Queste molecole sono alcuni degli elementi chiave della vita », ha spiegato il coautore, il professor Liv Hornekær, leader del centro InterCat. « Potrebbero partecipare attivamente alla chimica prebiotica iniziale, catalizzando ulteriori reazioni che portano alla vita. »
« C’è ancora molto da scoprire, ma il nostro gruppo di ricerca sta lavorando per rispondere a quante più domande fondamentali possibile », afferma Sergio Ioppolo. « Abbiamo già scoperto che molti degli elementi costitutivi della vita si formano là fuori, e probabilmente ne scopriremo di più in futuro. »
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
