Quando la missione OSIRIS-REx della NASA ha riportato sulla Terra materiale proveniente dall’asteroide Bennu nel 2023, gli scienziati hanno confermato che queste rocce antichissime, vecchie circa 4,6 miliardi di anni, contengono aminoacidi, le molecole fondamentali che rendono possibile la vita. Gli aminoacidi spaziali, infatti, sono responsabili della costruzione di proteine e peptidi associati al DNA e sono centrali in quasi tutti i processi biologici. Rimaneva però una domanda cruciale: come si sono formate queste molecole nello spazio?
Una nuova ricerca guidata da scienziati della Pennsylvania State University suggerisce che almeno una parte degli aminoacidi spaziali di Bennu potrebbe essersi originata in condizioni estremamente fredde e radioattive, durante le primissime fasi della formazione del Sistema Solare. I risultati sono stati pubblicati il 9 febbraio sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (rif.). Secondo il team, le firme chimiche osservate nei campioni indicano che questi aminoacidi spaziali si sarebbero formati attraverso processi diversi da quelli tradizionalmente ipotizzati e in condizioni molto più estreme del previsto.
Analisi isotopica e l’origine della glicina
“I nostri risultati ribaltano il modo in cui abbiamo tipicamente pensato che gli aminoacidi si formassero negli asteroidi. Ora sembra che esistano molte condizioni in cui questi mattoni della vita possono formarsi, non solo in presenza di acqua liquida calda. La nostra analisi ha mostrato che esiste una diversità molto maggiore nei percorsi e nelle condizioni in cui questi aminoacidi possono formarsi”, come ha spiegato Allison Baczynski, professoressa assistente di geoscienze e coautrice principale dello studio
I ricercatori hanno lavorato con una quantità minuscola di materiale di Bennu, circa un cucchiaino, utilizzando strumenti adattati per misurare gli isotopi, leggere differenze nella massa degli atomi che possono rivelare dove e come si sono formate le molecole. Questa tecnica è fondamentale per comprendere la storia degli aminoacidi spaziali. Il team si è concentrato sulla glicina, l’aminoacido più semplice. La glicina è una piccola molecola a due atomi di carbonio che svolge un ruolo basilare nella biologia.
Gli aminoacidi si collegano in catene formando proteine, responsabili di quasi tutte le funzioni essenziali degli organismi viventi, dalla costruzione delle cellule alla regolazione delle reazioni chimiche. Poiché la glicina può formarsi in molte condizioni chimiche diverse, viene spesso utilizzata come indicatore della chimica prebiotica primordiale. La sua presenza in asteroidi e comete rafforza l’idea che alcuni ingredienti della vita siano stati creati nello spazio e successivamente trasportati sulla Terra.
Mettere in discussione la teoria dell’acqua calda
Per anni, la spiegazione dominante della formazione della glicina era la sintesi di Strecker, una reazione chimica che coinvolge cianuro di idrogeno, ammoniaca e aldeidi o chetoni in acqua liquida. Questo modello suggeriva che gli aminoacidi spaziali si formassero in ambienti relativamente miti e ricchi di acqua. Le prove isotopiche di Bennu raccontano invece una storia diversa. I dati indicano che la glicina potrebbe essersi formata non in acqua liquida calda, ma in ghiaccio congelato esposto a radiazioni nelle regioni esterne del giovane Sistema Solare.
“Qui alla Penn State abbiamo modificato la strumentazione che ci consente di effettuare misurazioni isotopiche su abbondanze davvero basse di composti organici come la glicina. Senza i progressi tecnologici e gli investimenti in strumentazione specializzata, non avremmo mai fatto questa scoperta” come ha spiegato Baczynski. Gli scienziati studiano da tempo gli aminoacidi presenti nei meteoriti ricchi di carbonio, tra cui il celebre Meteorite di Murchison caduto in Australia nel 1969. Per comprendere meglio la chimica degli aminoacidi spaziali di Bennu, il team ha confrontato i campioni con quelli di Murchison.
Il confronto ha rivelato differenze significative. Gli aminoacidi del meteorite australiano sembrano essersi formati in ambienti con acqua liquida e temperature moderate, condizioni che potevano esistere sia sul corpo progenitore del meteorite sia sulla Terra primordiale. “Uno dei motivi per cui gli aminoacidi sono così importanti è perché pensiamo che abbiano avuto un ruolo fondamentale nell’origine della vita sulla Terra. La vera sorpresa è che gli aminoacidi di Bennu mostrano uno schema isotopico molto diverso rispetto a quelli di Murchison, suggerendo che i loro corpi progenitori si siano formati in regioni chimicamente distinte del Sistema Solare”, ha spiegato Ophélie McIntosh, ricercatrice post-dottorato e coautrice dello studio.
Molecole speculari e nuove domande
Lo studio ha rivelato anche un risultato inatteso. Gli aminoacidi esistono in due forme speculari, simili a una mano destra e una sinistra (stereoisomeria). In teoria, queste coppie dovrebbero condividere la stessa firma isotopica. Nei campioni di Bennu, però, le due versioni speculari dell’acido glutammico mostrano valori di azoto drasticamente diversi. Il motivo di questa discrepanza rimane sconosciuto e sarà oggetto di ricerche future.
“Abbiamo più domande ora che risposte. Speriamo di poter continuare ad analizzare una gamma di meteoriti diversi per studiarne gli aminoacidi. Vogliamo capire se continueranno ad assomigliare a Murchison e Bennu, oppure se esiste una diversità ancora maggiore nelle condizioni e nei percorsi che possono creare i mattoni della vita”, come ha dichiarato Baczynski.
Questo studio amplia in modo significativo la nostra comprensione degli aminoacidi spaziali e delle condizioni estreme in cui possono formarsi. La scoperta suggerisce che la chimica prebiotica nell’universo sia molto più varia del previsto, aprendo nuovi scenari sull’origine della vita e sulla distribuzione dei suoi ingredienti fondamentali nel cosmo. Le implicazioni sono profonde. Se gli aminoacidi spaziali possono emergere in ambienti gelidi e irradiati, allora i mattoni della vita potrebbero essere molto più comuni di quanto immaginato e forse diffusi in numerosi sistemi planetari.
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