Una nuova teoria offre una prospettiva molto diversa su cosa sia la vita

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I biologi di solito definiscono la “vita” come un’entità che si riproduce, risponde al suo ambiente, metabolizza sostanze chimiche, consuma energia e cresce. Secondo questo modello, la “vita” è uno stato binario; qualcosa è vivo o no.

Questa definizione funziona ragionevolmente bene sul pianeta Terra, con i virus che rappresentano una notevole eccezione. Ma se, altrove nell’universo, ci fosse la vita, potrebbe non essere fatta della nostra stessa materia. Potrebbe non sembrare, muoversi o comunicare come facciamo noi. Come, allora, la identificheremo come vita?

L’astrobiologa dell’Arizona State University Sara Walker e il chimico dell’Università di Glasgow Lee Cronin pensano di aver trovato un modo. I due ricercatori sostengono che il caso da solo non può produrre in modo coerente le molecole altamente complesse che si trovano in tutte le creature viventi.

Per produrre miliardi di copie di oggetti complessi come proteine, mani umane o iPhone, l’universo ha bisogno di una “memoria” e di un modo per creare e riprodurre informazioni complesse, un processo che ricorda molto la “vita”. “Un elettrone può essere creato ovunque nell’universo e non ha storia“, ha detto Walker a New Scientist.

Anche tu sei un oggetto fondamentale, ma con molta dipendenza storica. Potresti voler citare la tua età contando fino a quando sei nato, ma parti di te sono miliardi di anni più vecchie”.

Da questa prospettiva, dovremmo pensare a noi stessi come lignaggi di informazioni propaganti che si ritrovano temporaneamente aggregate in un individuo“.

La “teoria dell’assemblaggio” di Walker e Cronin prevede che le molecole prodotte da processi biologici, e quindi dalla vita, debbano essere più complesse di quelle prodotte da processi non biologici. Per testare questa ipotesi, il loro team ha analizzato una serie di composti organici e inorganici provenienti da tutto il mondo e dallo spazio, inclusi batteri E. coli, lievito, urina, acqua di mare, meteoriti, droghe, birra fatta in casa e whisky scozzese.

Hanno fatto a pezzi i composti e hanno utilizzato la spettrometria di massa per identificare i loro elementi costitutivi molecolari. Hanno calcolato il numero minimo di passaggi necessari per riassemblare ciascun composto da questi blocchi, che hanno chiamato “indice di assemblaggio molecolare“.

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L’indice di assemblaggio molecolare (MA) era superiore a 15 per tutti i campioni biologici (verde) e alcuni campioni in cieco (blu scuro), ma era inferiore a 15 per tutti i campioni inorganici, abiotici o morti. ( Marshall et al., Nature Communications , 2021 )

Gli unici composti con 15 o più passaggi di assemblaggio provenivano da sistemi viventi o processi tecnologici. “Questa potrebbe essere una cellula che costruisce molecole ad alto assemblaggio come le proteine, o un chimico che produce molecole con un valore di assemblaggio ancora più elevato, come il farmaco antitumorale Taxol“, spiegano Walker e Cronin.

In effetti, alcuni composti di sistemi viventi avevano meno di 15 fasi di assemblaggio, ma nessun composto inorganico ha superato questa soglia.

“Il nostro sistema … ci consente di cercare nell’universo in modo agnostico prove di ciò che fa la vita piuttosto che tentare di definire cos’è la vita“, hanno scritto Walker, Cronin e altri in un articolo su Nature Communications del 2021.

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Proprio come disporre i blocchi o scrivere una parola, l’assemblaggio di una molecola ha un numero minimo di passaggi. ( Marshall et al., Nature Communications , 2021 )

La bellezza dell’indice di assemblaggio è che non richiede che gli alieni siano fatti degli stessi materiali organici a base di carbonio delle creature che vivono sulla Terra per essere identificati.

L’indice di assemblaggio è anche indifferente al fatto che la vita aliena stia appena iniziando a emergere o sia passata a uno stadio tecnologico al di là della nostra comprensione. Tutti questi stati producono molecole complesse che non avrebbero potuto formarsi senza un sistema vivente.

Il team di Walker e Cronin sta ora applicando l’idea di un indice di assemblaggio di 15 alle future missioni della NASA. A metà degli anni ’30, la missione Dragonfly della NASA volerà attraverso la densa atmosfera di azoto e metano di Titano, spostandosi da un sito all’altro.

La luna di Saturno, Titano, è l’unico posto nel Sistema Solare oltre alla Terra ad avere sostanze allo stato liquido. Ha laghi di idrocarburi liquidi sulla sua superficie e si pensa che contenga acqua liquida nel sottosuolo.

L’aeromobile robotico perforerà la superficie ghiacciata in ogni sito di atterraggio ed estrarrà un campione di dimensioni inferiori a 1 grammo. Questo campione verrà colpito con un laser a bordo, che romperà le molecole più grandi in modo da poter analizzare la composizione chimica della roccia.

È un buon esempio del vantaggio di adottare un approccio più generale a cosa sia la vita perché Titano è molto diverso dalla Terra“, afferma Walker. “Non ci aspettiamo che qualcosa come la vita sulla Terra si evolva o viva in questo ambiente, quindi se vogliamo scoprire se la vita è su Titano, abbiamo bisogno di una tecnica agnostica”.

Il mio gruppo sta ora lavorando per determinare come potremmo essere in grado di rilevare molecole ad alto assemblaggio. Stiamo lavorando con la NASA per garantire che la loro strumentazione di spettrometria di massa esistente abbia una risoluzione sufficientemente elevata per rilevare molecole ad alto assemblaggio“.

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