Gli amminoacidi, i mattoni necessari alla vita, erano stati precedentemente trovati in campioni di rocce di 4,6 miliardi di anni fa provenienti da un asteroide chiamato Bennu, trasportati sulla Terra nel 2023 dalla missione OSIRIS-REx della NASA. Come questi amminoacidi – le molecole che creano proteine e peptidi nel DNA – si siano formati nello spazio era un mistero, ma una nuova ricerca condotta da scienziati della Penn State dimostra che potrebbero aver avuto origine in un ambiente gelido e radioattivo agli albori del Sistema Solare terrestre. Secondo i ricercatori, che hanno pubblicato i nuovi risultati sui Proceedings of the National Academy of Sciences, alcuni amminoacidi nei campioni dell’asteroide Bennu si sono probabilmente formati in un modo diverso da quanto si pensasse in precedenza, nelle dure condizioni del Sistema Solare primordiale.
Ripensare la formazione degli amminoacidi spaziali
“I nostri risultati capovolgono il modo in cui abbiamo tipicamente pensato che gli amminoacidi si formassero negli asteroidi”, ha affermato Allison Baczynski, professoressa associata di geoscienze alla Penn State e co-autrice principale dello studio. “Ora sembra che ci siano molte condizioni in cui questi elementi costitutivi della vita possono formarsi, non solo in presenza di acqua liquida calda. La nostra analisi ha dimostrato che esiste una maggiore diversità nei percorsi e nelle condizioni in cui questi amminoacidi possono formarsi“.
Analizzando una preziosa quantità di polvere spaziale non più grande di un cucchiaino, il team ha utilizzato strumenti personalizzati in grado di misurare gli isotopi, lievi variazioni nella massa degli atomi.
Nello studio di Bennu, i ricercatori si sono concentrati sulla glicina, l’amminoacido più semplice, una minuscola molecola a due atomi di carbonio che funge da elemento costitutivo fondamentale della vita. Gli amminoacidi si legano tra loro per formare proteine, che svolgono quasi tutte le funzioni biologiche, dalla costruzione delle cellule alla catalizzazione delle reazioni chimiche.
La glicina può formarsi in un’ampia gamma di condizioni chimiche ed è spesso considerata un indicatore chiave della chimica prebiotica primordiale, ha spiegato Baczynski. Il ritrovamento di glicina in asteroidi o comete suggerisce che alcuni degli ingredienti fondamentali della vita potrebbero essersi formati nello spazio e trasportati sulla Terra primordiale.
In precedenza, l’ipotesi principale per la formazione della glicina era la sintesi di Strecker, durante la quale acido cianidrico, ammoniaca e aldeidi o chetoni reagiscono in presenza di acqua liquida.
Indizi dal ghiaccio congelato e dai meteoriti
I nuovi risultati, tuttavia, suggeriscono che la glicina di Bennu potrebbe non essersi formata in acqua calda, ma piuttosto nel ghiaccio congelato esposto alle radiazioni nelle zone più esterne del Sistema Solare primordiale, ha spiegato Baczynski.
“Qui alla Penn State, abbiamo una strumentazione modificata che ci permette di effettuare misurazioni isotopiche su abbondanze molto basse di composti organici come la glicina“, ha detto Baczynski. “Senza i progressi tecnologici e gli investimenti in strumentazione specializzata, non avremmo mai fatto questa scoperta”.
Per decenni, gli scienziati hanno esaminato meteoriti ricchi di carbonio come il famoso meteorite Murchison, atterrato in Australia nel 1969, per studiarne gli amminoacidi. Il team della Penn State ha confrontato i risultati ottenuti con Bennu con un’analisi degli amminoacidi del meteorite Murchison. Le molecole di Murchison sembravano formarsi attraverso un processo che richiedeva acqua liquida e temperature miti, condizioni che avrebbero potuto esistere sugli antichi corpi progenitori di tali meteoriti, condizioni che esistevano anche sulla Terra primordiale.
“Uno dei motivi per cui gli amminoacidi sono così importanti è perché pensiamo che abbiano svolto un ruolo importante nell’origine della vita sulla Terra“, ha affermato Ophélie McIntosh, ricercatrice post-dottorato presso il Dipartimento di Geoscienze della Penn State e co-autrice principale dello studio. “La vera sorpresa è che gli amminoacidi di Bennu mostrano un pattern isotopico molto diverso da quelli di Murchison, e questi risultati suggeriscono che i corpi progenitori di Bennu e Murchison abbiano probabilmente avuto origine in regioni chimicamente distinte del Sistema Solare”.
Nuovi misteri nei mattoni della vita
Guardando al futuro, i risultati presentano molti nuovi misteri per la scienza. Ad esempio, gli amminoacidi si presentano in due forme speculari, come la mano sinistra e la mano destra.
In precedenza, si era ipotizzato che queste coppie dovessero avere la stessa firma isotopica. Ma in Bennu, le due forme di acido glutammico mostrano valori di azoto drasticamente diversi. Perché due molecole speculari finiscono con valori di azoto così diversi? Il team lavorerà per scoprirlo.
“Ora abbiamo più domande che risposte“, ha detto Baczynski. “Speriamo di poter continuare ad analizzare una serie di meteoriti diversi per studiarne gli amminoacidi. Vogliamo scoprire se continuano ad assomigliare a Murchison e Bennu, o se forse c’è ancora più diversità nelle condizioni e nei percorsi che possono creare i mattoni della vita“.
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