Come è nata la vita sulla Terra? Questa domanda da sempre genera notevole interesse e rappresenta uno degli interrogativi fondamentali della scienza. Fino ad oggi le poche ipotesi accertate mettono in primo piano il ruolo degli amminoacidi definiti “i mattoni della vita”. Ma come sono nati questi aminoacidi e come sono riusciti a popolare la Terra 4 miliardi di anni fa? Una nuova ipotesi, che chiama in ballo il calore degli oceani bollenti primordiali, arriva dallo studio di Kumar Vanka, del Csir National Chemical Laboratory in India, pubblicato sulla rivista ACS central science.
L’esperimento di Urey-Miller
Nel 1953 due ricercatori, Stanley Lloyd Miller e Harold Clayton Urey, dimostrarono per la prima volta che le condizioni della Terra primordiale avrebbero potuto promuovere reazioni chimiche che portarono alla formazione degli aminoacidi, e quindi alla vita. Nel loro esperimento simularono i fulmini, tramite scintille elettriche, in un pallone contenente acqua, metano, ammoniaca e idrogeno (tutte sostanze chimiche presenti sulla Terra primitiva). Il risultato fu la formazione di acido cianidrico (HCN), formaldeide e altri intermedi che, reagendo ulteriormente, diedero vita agli aminoacidi.
Ma questa teoria ha sempre avuto un punto debole: l’atmosfera della Terra presente 4 miliardi di anni fa che, essendo molto nebulosa, avrebbe reso difficile l’arrivo dei fotoni ad alta energia (generati da lampi e fulmini) sulla superficie, e quindi l’innesco delle reazioni chimiche necessarie alla formazione degli aminoacidi. Vanka e il suo team hanno quindi formulato una nuova ipotesi: è possibile che il calore degli oceani bollenti (con temperature a quel tempo tra gli 80-100°C), sia stato l’iniziatore di queste reazioni? Per scoprirlo si sono avvalsi di uno strumento recentemente sviluppato: il nanoreattore ab initio (AINR).
Oceani bollenti: il calore genera la vita
Grazie all’uso di questa innovativa tecnologia computazionale è stato possibile simulare il modo in cui miscele delle molecole presenti nella Terra primitiva potevano scontrarsi, reagire per formare nuove molecole e l’energia necessaria per generarle. Sapendo che l’acido cianidrico (HCN) si condensava nell’oceano 4 milioni di anni fa, i ricercatori hanno deciso di studiare una miscela di HCN e acqua per vedere se queste due molecole erano da sole in grado di generarne nuove.
Sorprendentemente hanno osservato che l’aminoacido glicina e alcuni precursori dell’acido ribonucleico (RNA) vengono generati. I ricercatori inoltre hanno formulato ipotesi sul meccanismo di produzione di queste molecole, sui vari intermedi chimici e sulle condizioni necessarie a generarli confermando che tutte le reazioni necessarie alla formazione di queste molecole erano termondinamicamente e cineticamente fattibili. In altre parole l’energia fornita dalle alte temperature degli oceani bollenti era sufficiente a indurre la loro formazione.
La forza di questo studio sta nell’aver dimostrato che la vita può essersi generata soltanto tramite il calore delle acque, senza la necessità alte energie o catalizzatori metallici. Inoltre, risultato ancora più esaltante, a partire da sole due molecole: HCN e acqua che, citando gli autori dell’articolo, potrebbero essere definiti gli Adamo ed Eva dell’evoluzione chimica.
Riferimenti: ACS central science
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