L'origine dei mattoni fondamentali della vita continua a riservare sorprese. Un nuovo studio pubblicato il 9 febbraio sui Proceedings of the National Academy of Sciences ribalta le teorie consolidate sulla formazione degli amminoacidi nello spazio, suggerendo che questi composti essenziali possano essersi formati in condizioni radicalmente diverse da quelle finora ipotizzate. La chiave di questa scoperta risiede nell'analisi isotopica di frammenti dell'asteroide Bennu, prelevati dalla missione OSIRIS-REx della NASA e tornati sulla Terra nel 2023, che hanno rivelato firme chimiche inaspettate in alcuni degli amminoacidi più antichi mai esaminati.
Gli amminoacidi rappresentano i componenti essenziali di proteine e peptidi, molecole centrali in praticamente ogni processo biologico. Quando i campioni di Bennu furono analizzati inizialmente, gli scienziati confermarono la presenza di queste molecole nelle rocce di 4,6 miliardi di anni, antiche quanto il sistema solare stesso. Tuttavia, il meccanismo attraverso cui questi composti prebiotici si sono formati nello spazio rimaneva un mistero irrisolto, con importanti implicazioni per comprendere come la vita abbia avuto origine sulla Terra.
Il gruppo di ricerca guidato dalla Penn State si è concentrato sulla glicina, l'amminoacido più semplice, composto da appena due atomi di carbonio ma fondamentale per la biologia. Utilizzando strumentazione specializzata appositamente modificata, il team ha condotto misurazioni isotopiche su quantità minuscole di materiale - circa un cucchiaino - analizzando le sottili variazioni nella massa degli atomi che possono rivelare le condizioni di formazione delle molecole. Questa tecnica sofisticata, come ha spiegato Allison Baczynski, assistant research professor di geoscienze alla Penn State e co-autrice principale dello studio, sarebbe stata impossibile senza significativi progressi tecnologici e investimenti in strumentazione specializzata.
La teoria dominante per decenni aveva attribuito la formazione della glicina alla sintesi di Strecker, un processo che richiede acido cianidrico, ammoniaca e aldeidi o chetoni combinati in acqua liquida. Questo modello presupponeva ambienti relativamente temperati e ricchi di acqua. I dati isotopici provenienti da Bennu raccontano invece una storia completamente diversa: la glicina presente nell'asteroide potrebbe essersi formata non in acqua liquida calda, ma in ghiaccio esposto a radiazioni nelle regioni esterne del giovane sistema solare, in condizioni estremamente fredde e altamente radioattive.
Per contestualizzare questa scoperta, i ricercatori hanno confrontato la composizione chimica di Bennu con quella del celebre meteorite Murchison, caduto in Australia nel 1969 e oggetto di studi approfonditi per oltre cinquant'anni. Le differenze emerse sono risultate significative: mentre gli amminoacidi di Murchison mostrano segni di formazione in ambienti con acqua liquida e temperature moderate - condizioni potenzialmente presenti sul corpo celeste progenitore del meteorite e anche sulla Terra primordiale - quelli di Bennu presentano un pattern isotopico radicalmente diverso. Secondo Ophélie McIntosh, ricercatrice postdottorale al Dipartimento di Geoscienze della Penn State e co-autrice principale, questi risultati suggeriscono che Bennu e il corpo progenitore di Murchison abbiano avuto origine in regioni chimicamente distinte del sistema solare.
La ricerca ha portato alla luce anche un enigma inatteso che sfida le attuali conoscenze sulla chimica prebiotica. Gli amminoacidi esistono in due forme speculari, proprio come le mani destra e sinistra, e gli scienziati presumevano che queste forme gemelle condividessero la stessa firma isotopica. Invece, nei campioni di Bennu, le due versioni speculari dell'acido glutammico mostrano valori di azoto drammaticamente differenti. Questo fenomeno, per il quale non esiste ancora una spiegazione, suggerisce meccanismi di formazione più complessi del previsto e apre nuove questioni sulla diversità dei processi chimici prebiotici.
Lo studio evidenzia una varietà di percorsi chimici per la formazione degli amminoacidi molto più ampia di quanto ipotizzato finora. Oltre agli autori della Penn State - tra cui Christopher House, professore di geoscienze, Katherine Freeman, Evan Pugh University Professor di Geoscienze, e Mila Matney, dottoranda - hanno collaborato ricercatori del Center for Research and Exploration in Space Science and Technology (CRESST) del Goddard Space Flight Center della NASA, della Solar System Exploration Division del Goddard, della Rowan University, dell'American Museum of Natural History e del Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona.
Le implicazioni di questa ricerca si estendono ben oltre la comprensione della chimica degli asteroidi. Se i mattoni della vita possono formarsi in condizioni così estreme e variegate - dal ghiaccio radioattivo delle regioni esterne del sistema solare agli ambienti acquosi più temperati - le probabilità che processi simili si siano verificati in altri sistemi planetari aumentano considerevolmente. Il team intende ora analizzare una gamma più ampia di meteoriti per determinare se la diversità osservata tra Bennu e Murchison rappresenti solo l'inizio di uno spettro ancora più vasto di condizioni favorevoli alla chimica prebiotica. Come ha sottolineato Baczynski, le domande ora sono più numerose delle risposte, segno distintivo di una scoperta scientifica che apre nuovi orizzonti di ricerca.
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