Nuova luce sulle origini della vita sulla Terra

Si pensa comunemente che i primi passi per la nascita della vita fossero costituiti dalla generazione di RNA. Il DNA sostanzialmente trasmette istruzioni complesse e schemi per i geni, l'RNA, però, genera le proteine ​​necessarie per la vita. Si credeva quindi che l'RNA sia nato prima, per poi essere seguito dal DNA. Ma ora sembra che potrebbe non essere andata così.

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Com’è iniziata la vita? In che modo la Terra è passata da una distesa di roccia fusa e senza vita all’essere un mondo fiorente di vita – dai batteri alle sequoie? Come sono stati assemblati i mattoni della vita – l’RNA e il DNA responsabili dell’origine della vita? 
Questi interrogativi costituiscono alcuni dei principali misteri della scienza e due studi recentemente pubblicati ci avvicinano alla comprensione di come è iniziata la vita.

Tre ingredienti per l’origine della vita

Probabilmente non riconosceremmo la Terra primordiale. Aveva poco ossigeno e nessuno strato di ozono, per cui la radiazione solare era intensa. Ma gli ingredienti per la vita c’erano tutti. Questi ingredienti sono acqua, radiazioni e molecole giuste.
Perché l’acqua? Gli astronomi che cercano la vita tra le stelle cercano sempre nei luoghi dove è possibile la presenza  di acqua liquida. Quando dicono che un pianeta è “potenzialmente abitabile“, intendono che può esistere acqua liquida in superficie. Tutto il resto sono dettagli. Dopotutto, sulla Terra esistono forme di vita che non hanno bisogno della luce solare, che non hanno bisogno di ossigeno e che possono sopravvivere ad alte radiazioni.
Ma tutte le forme di vita che conosciamo hanno bisogno di acqua.

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L’acqua è una molecola polare. Come tale, può dissolvere tutti i tipi di materiali al suo interno, separandoli a livello molecolare e riorganizzandoli. È questa capacità di dissolvere e rimontare che dà all’acqua la capacità di creare composti nuovi e complessi.

Ma sia il metano che l’etano devono essere abbastanza freddi per assumere forma liquida. Quindi, per la Terra, l’acqua è perfetta. La temperatura della Terra permette all’acqua di esistere come solido, liquido e gas, e può circolare attraverso l’atmosfera e sul terreno.

Servono poi le radiazioni. Le radiazioni erano comuni anche sulla giovane Terra. Senza uno strato di ozono, la superficie terrestre veniva costantemente bombardata dalla radiazione UV del sole. C’erano anche molti materiali radioattivi sulla stessa crosta terrestre.
L’acqua e le radiazioni, i primi due ingredienti, consentivano di smontare e riorganizzare la miscela di composti che esistevano nella giovane Terra e infine di creare i mattoni costitutivi di RNA e DNA.

Costruire RNA

Il primo studio, pubblicato su PNAS , è stato presentato da ricercatori del Tokyo Institute of Technology, dell’Università del New South Wales e del Dipartimento di scienze planetarie dell’Università dell’Arizona. Questi ricercatori hanno utilizzato qualcosa chiamato “reti di reazione continue” che possono simulare le condizioni della Terra primitiva. Una volta iniziata la reazione, i ricercatori non rimuovono i prodotti collaterali, purificano i composti o aggiungono più reagenti. La reazione segue il suo corso, proprio come avrebbe fatto nella Terra prebiotica.
I ricercatori hanno aggiunto solo alcuni composti all’inizio della reazione – acido cianidrico, ammoniaca, fosfato e sale – oltre, ovviamente, all’acqua. Per simulare l’effetto dei materiali radioattivi nella Terra primitiva, hanno aggiunto una sorgente di raggi gamma. Quindi hanno lasciato che la miscela ogni tanto si asciugasse, proprio come accadrebbe in una pozzanghera poco profonda o in riva al mare.
Il risultato? Composti complessi che potrebbero essere i mattoni per l’RNA.
Questi tipi di reti di reazione continue possono essere abbastanza comuni in chimica, ma solo ora stiamo iniziando a costruire gli strumenti per rilevarli, misurarli e comprenderli“, afferma Jim Cleaves, uno degli autori dell’articolo.

E il DNA?

Si pensava comunemente che i primi passi per la nascita della vita fossero costituiti dalla generazione di RNA. Il DNA sostanzialmente trasmette istruzioni complesse e schemi per i geni, l’RNA, però, genera le proteine ​​necessarie per la vita. Si credeva quindi che l’RNA sia nato prima, per poi essere seguito dal DNA.
Ma un recente studio pubblicato su Nature sfida questa idea.
I ricercatori, del MRC Laboratory of Molecular Biology del Cambridge Biomedical Campus, della Wrocław University of Science and Technology, dell’Università di Edimburgo e dell’Accademia polacca delle scienze, hanno condotto un esperimento. Ancora una volta, hanno usato una miscela di composti, acqua e radiazioni (questa volta, una fonte UV che imita il sole) e hanno lasciato asciugare periodicamente la miscela.
Hanno visto la comparsa dei blocchi costitutivi di RNA – citosina e uracile – ma hanno anche visto un blocco costitutivo di DNA – desossiadenosina. I ricercatori suggeriscono che il DNA non debba necessariamente essere successivo all’RNA, ma potrebbe esserci stata un’evoluzione parallela.

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Questi due studi ci avvicinano di un passo alla comprensione delle origini della vita sul nostro pianeta, uno dei più grandi misteri della scienza. Può anche aiutare a capire un altro dei grandi misteri della scienza: dove cercare la vita su altri pianeti.
Fonte: Forbes