Una nuova ricerca ha scoperto che gli amminoacidi, i mattoni della vita, potrebbero essere arrivati sulla Terra attraverso granelli di polvere interstellare, contribuendo potenzialmente a dare il via alla biologia così come la conosciamo. In un recente studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, gli scienziati Stephen Thompson e Sarah Day hanno esplorato come amminoacidi come la glicina e l’alanina possano sopravvivere alle dure condizioni dello spazio e raggiungere la Terra immersi nella polvere cosmica. Gli amminoacidi sono le basi molecolari di proteine ed enzimi, che guidano ogni processo biologico negli organismi viventi. Mentre gli scienziati hanno a lungo dibattuto se queste molecole si siano formate sulla Terra o siano arrivate dallo spazio, questo nuovo studio offre prove convincenti che la polvere cosmica potrebbe aver svolto un ruolo cruciale nel trasportarle.
Il team ha sintetizzato minuscole particelle di silicato di magnesio amorfo, uno dei principali componenti della polvere cosmica, e vi ha depositato amminoacidi: glicina, alanina, acido glutammico e acido aspartico. Utilizzando la spettroscopia infrarossa e la diffrazione di raggi X su polvere con metodo di sincrotrone, hanno poi esaminato il comportamento di queste molecole quando le particelle di silicato venivano riscaldate, simulando il riscaldamento che si verifica durante il viaggio dei granelli di polvere attraverso il Sistema Solare primordiale.
Hanno scoperto che solo glicina e alanina aderivano con successo alle particelle di silicato. Questi amminoacidi formavano strutture cristalline e, nel caso dell’alanina, rimanevano stabili a temperature ben al di sopra del suo punto di fusione. Lo studio ha anche scoperto che le due forme speculari dell’alanina (L- e D-alanina) si comportavano diversamente sotto riscaldamento, con la L-alanina che mostrava una maggiore reattività rispetto alla sua forma D-. La glicina, d’altra parte, è stata persa dal silicato a temperature inferiori al suo punto di decomposizione pura, indicando che si è staccata dalla superficie del granello anziché rompersi.
Il team ha preparato due lotti di silicato amorfo e ne ha sottoposto uno a trattamento termico prima di depositare gli amminoacidi. Questo ha permesso di rimuovere gli atomi di idrogeno dalla superficie del silicato, producendo due silicati con proprietà superficiali diverse, che si è scoperto influenzare anche le temperature a cui gli amminoacidi venivano persi.
Queste sottili differenze potrebbero aver avuto profonde implicazioni per i tipi di molecole che hanno dato origine alla vita sulla Terra.
Sebbene lo studio fosse limitato a una singola componente di polvere cosmica, i risultati potrebbero indicare l’esistenza di un possibile “meccanismo di selezione astromineralogica“, un processo di filtraggio naturale in cui la gamma limitata di superfici di granuli di polvere disponibili fa sì che solo specifici amminoacidi si leghino ai granuli di polvere.
Gli amminoacidi si formano all’interno dei mantelli ghiacciati che ricoprono i granuli di polvere cosmica e tale meccanismo entrerebbe in gioco quando i mantelli ghiacciati vengono sublimati nello spazio, insieme agli amminoacidi in essi contenuti, quando i granuli di polvere incontrano le regioni interne più calde del Sistema Solare primordiale. Questo a sua volta potrebbe aver influenzato le molecole che sono state infine trasportate sulla Terra, plasmando l’inventario organico primitivo del pianeta.
Una ricetta cosmica per la vita
Lo studio supporta l’idea che gli amminoacidi formati nei mantelli di ghiaccio interstellari potrebbero essersi trasferiti ai granuli di polvere di silicato e siano sopravvissuti abbastanza a lungo da essere trasportati sulla Terra. Ciò sarebbe probabilmente avvenuto tra 4,4 e 3,4 miliardi di anni fa, un periodo compreso tra la formazione della crosta terrestre e degli oceani dopo la fine del cosiddetto bombardamento pesante tardivo e la comparsa nei registri geologici dei primi microfossili.
Micrometeoriti antartici e campioni di comete come Wild 2 e 67P/Churyumov–Gerasimenko hanno mostrato elevate concentrazioni di materiale organico, inclusi gli amminoacidi. Inoltre, sebbene impatti di comete e asteroidi, entrambi contenenti amminoacidi, si siano comunque verificati a quel tempo, si ritiene che l’afflusso di micrometeoriti sia stato così elevato da costituire probabilmente la fonte dominante di carbonio organico sulla Terra primordiale.
Si ritiene che questa pioggia di polvere spaziale ricca di precursori della vita sulla superficie terrestre abbia potenzialmente compensato le limitate quantità di amminoacidi prodotte dalla sola sintesi terrestre, consentendo l’inizio della vita sulla Terra.
La ricerca del team aggiunge un tassello fondamentale al puzzle delle origini della vita. Dimostra che i granelli di polvere interstellare non sono solo trasportatori di molecole, ma possono influenzare attivamente quali sostanze organiche sopravvivono e raggiungono pianeti come la Terra. Comprendendo questi processi, gli scienziati possono comprendere meglio come la vita potrebbe emergere altrove nell’Universo.
Lo studio sottolinea inoltre l’importanza della scienza interdisciplinare, che unisce astronomia, chimica e geologia insieme alle tecniche sperimentali avanzate disponibili presso strutture di ricerca su larga scala, per esplorare uno degli interrogativi più antichi dell’umanità sulle origini della vita.