Le origini della vita sulla Terra, un enigma che ha sfidato le menti più brillanti della scienza per secoli, potrebbe trovare una risposta sorprendentemente semplice e ubiquitaria: gli spruzzi d’acqua. Un recente studio condotto alla Stanford University ha rivelato che le microgocce generate dalle onde, dalle cascate e dagli spruzzi marini potrebbero aver innescato le reazioni chimiche necessarie per la nascita della vita, attraverso un fenomeno di “microfulmini“.
L’enigma delle origini della vita
Fin dai tempi di Charles Darwin, gli scienziati hanno cercato di svelare il mistero dell’abiogenesi, il processo attraverso il quale la materia non vivente ha dato le origini della vita. Darwin stesso, nel 1871, ipotizzò un “piccolo stagno caldo” come culla della vita, un ambiente primordiale ricco di sostanze chimiche e energia. Nel corso degli anni, sono emerse numerose altre teorie, ognuna con i suoi punti di forza e le sue criticità.
Le sorgenti idrotermali sottomarine, con i loro fluidi ricchi di minerali e l’energia geotermica, sono state a lungo considerate candidate promettenti. L’impatto di comete e asteroidi, che avrebbero potuto portare sulla Terra molecole organiche complesse, è un’altra ipotesi affascinante. I fulmini, con la loro capacità di generare reazioni chimiche, sono stati oggetto di studi fin dagli esperimenti pionieristici di Stanley Miller e Harold Urey nel 1953.
Nessuna di queste teorie ha ottenuto un consenso unanime. Le criticità riguardano la rarità dei fulmini, la dispersione delle sostanze chimiche negli oceani, le condizioni estreme delle sorgenti idrotermali e la difficoltà di replicare in laboratorio le complesse reazioni chimiche necessarie per le origini della vita.
Il team di ricerca guidato dal professor Richard Zare ha adottato un approccio innovativo, concentrandosi sulle proprietà elettriche degli spruzzi d’acqua. Attraverso esperimenti meticolosi in una camera oscura, hanno scoperto che le microgocce d’acqua trasportano cariche elettriche opposte. Quando queste microgocce si scontrano, generano piccole scintille, i “microfulmini“, che sono in grado di innescare reazioni chimiche.
Questi microfulmini, se circondati dalla giusta miscela di gas presenti nell’atmosfera primordiale, possono sintetizzare molecole organiche complesse, i “mattoni” della vita. La frequenza e la diffusione degli spruzzi d’acqua sulla Terra primordiale, unita alla capacità dei microfulmini di generare reazioni chimiche in ambienti confinati come le fessure nelle rocce, rendono questa teoria particolarmente interessante.
Un contributo significativo alla comprensione dell’abiogenesi
“Questo è un vero contributo alla comprensione di come si possa passare dalla non-vita alla vita“, ha affermato il professor Zare: “Ci sono spruzzi d’acqua ovunque, in particolare attorno alle rocce, e ci sono fessure nelle rocce dove queste sostanze chimiche possono accumularsi“. Questa scoperta suggerisce che gli spruzzi d’acqua, un fenomeno ubiquitario sulla Terra primordiale, potrebbero aver fornito l’energia e le condizioni necessarie per l’abiogenesi, il processo attraverso il quale la materia non vivente ha dato le origini della vita.
La nuova teoria dei microfulmini negli spruzzi d’acqua supera alcune delle criticità delle teorie precedenti. La rarità dei fulmini e la dispersione delle sostanze chimiche negli oceani non rappresentano un problema, in quanto gli spruzzi d’acqua sono un fenomeno molto più comune e le sostanze chimiche prodotte dalle scintille possono accumularsi in ambienti confinati. Inoltre non richiede condizioni estreme come quelle delle sorgenti idrotermali, rendendola più compatibile con le attuali conoscenze sull’ambiente primordiale.
Questa nuova teoria apre nuove prospettive sulla ricerca delle origini della vita. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per confermare questi risultati e per esplorare i meccanismi specifici attraverso i quali i microfulmini negli spruzzi d’acqua possono aver dato origine alle prime forme di vita. In particolare, è importante studiare la composizione dell’atmosfera primordiale, la chimica delle reazioni innescate dai microfulmini e la formazione di molecole organiche complesse.
La scoperta dei microfulmini negli spruzzi d’acqua rappresenta un importante passo avanti nella ricerca sulle origini della vita. Questa nuova teoria, se confermata da ulteriori studi, potrebbe fornire una risposta definitiva a uno dei misteri più grandi della scienza, aprendo un nuovo capitolo nella nostra comprensione delle origini della vita sulla Terra.
Le sorgenti calde sottomarine, che eruttano fluidi ricchi di minerali, sono state a lungo considerate candidate primarie, offrendo un ambiente ricco di sostanze chimiche essenziali e energia geotermica. L’ipotesi dell’impatto delle comete, d’altra parte, suggerisce che questi corpi celesti avrebbero potuto portare sulla Terra molecole organiche complesse, con le onde d’urto generate dall’impatto in grado di convertire semplici sostanze organiche in amminoacidi, i costituenti delle proteine.
Anche i fulmini sono stati considerati un possibile fattore chiave, con l’esperimento di Stanley Miller e Harold Urey nel 1953 che dimostrò la capacità delle scariche elettriche di produrre amminoacidi in un’atmosfera simulata della Terra primordiale. Tuttavia, questa teoria ha incontrato critiche a causa della rarità dei fulmini e della dispersione delle sostanze chimiche prodotte.
Le proprietà elettriche degli spruzzi d’acqua
Il team di Zare ha intrapreso un approccio innovativo, studiando le proprietà elettriche degli spruzzi d’acqua. Hanno scoperto che le microgocce trasportano cariche opposte e che, quando si uniscono, generano microfulmini, piccole scintille che trasportano energia sufficiente per innescare reazioni chimiche. In esperimenti di laboratorio, hanno spruzzato acqua in una miscela di gas presenti nell’atmosfera primordiale, ottenendo la formazione di molecole chiave come l’acido cianidrico, la glicina e l’uracile.
La scoperta dei microfulmini negli spruzzi d’acqua apre un nuovo capitolo nella comprensione dell’abiogenesi, proponendo un meccanismo inedito e potenzialmente cruciale per la sintesi prebiotica delle molecole essenziali alla vita. Questo fenomeno, finora trascurato, potrebbe aver fornito l’energia e le condizioni necessarie per la formazione dei “mattoni” fondamentali delle origini della vita in un ambiente primordiale caratterizzato da abbondanti spruzzi d’acqua.
Il riconoscimento dell’importanza di questa ricerca da parte di esperti come la dottoressa Eva Stueeken e il professor David Deamer sottolinea il suo potenziale rivoluzionario. Essi evidenziano anche la necessità di ulteriori indagini per validare e approfondire i risultati ottenuti.
In particolare, è fondamentale quantificare il significato di questo meccanismo su scala globale. Ciò implica la necessità di studiare la frequenza e la distribuzione degli spruzzi d’acqua sulla Terra primordiale, nonché la composizione dell’atmosfera e degli oceani in quel periodo. Solo attraverso un’analisi approfondita di questi fattori sarà possibile determinare se i microfulmini negli spruzzi d’acqua avrebbero potuto effettivamente svolgere un ruolo significativo nelle origini della vita.
Inoltre, è necessario esplorare diverse composizioni di gas e fluidi per comprendere appieno le reazioni chimiche innescate dai microfulmini. La composizione dell’atmosfera primordiale è ancora oggetto di dibattito, e la presenza di diversi gas potrebbe aver influenzato la sintesi delle molecole organiche.
La teoria dei microfulmini rappresenta quindi un’aggiunta significativa all’elenco delle possibili fonti di energia che avrebbero potuto guidare la sintesi organica prima delle origini della vita. È importante sottolineare che questa teoria non esclude la possibilità che altri meccanismi abbiano contribuito all’abiogenesi. È probabile che le origini della vita siano state il risultato di una combinazione di diversi fattori, e la ricerca futura dovrà concentrarsi sull’integrazione di queste diverse teorie in un quadro coerente.
Lo studio è stato pubblicato su Science Advances.
