Quale fonte di energia ha innescato l’evoluzione della vita?

Tutta la vita sulla Terra ha bisogno di acqua per sopravvivere, quindi la vita probabilmente si è evoluta per la prima volta lì. Ma l’acqua da sola non è sufficiente per accendere la vita; ha anche bisogno di energia.

Oggi, la maggior parte degli esseri viventi ottiene la propria energia dal metabolismo degli zuccheri, ma quelle molecole non esistevano 3,7 miliardi di anni fa, quando la vita si è evoluta per la prima volta.

Quindi quali fonti di energia erano disponibili per far apparire i primi abitanti della Terra?

Durante l’eone Adeano (da circa 4,6 miliardi a 4 miliardi di anni fa), la Terra era in gran parte un mondo oceanico. Una delle teorie sull’origine della vita è che le radiazioni ultraviolette (UV) del Sole abbiano contribuito a creare molecole complesse in pozze rocciose poco profonde sulle isole vulcaniche, ha dichiarato Eloi Camprubi-Casas, un biologo che studia l’origine della vita presso l’Università del Texas Rio Grande Valley.

“Le radiazioni ultraviolette hanno così tanta energia da generare molecole ionizzate, rendendole più reattive e più propense a combinarsi in molecole più grandi e complesse necessarie per generare gli elementi costitutivi della vita”, ha affermato Camprubi-Casas. “Tuttavia, le radiazioni UV hanno anche molti effetti negativi quindi, anche se avessero contribuito a formare molecole complesse, si sarebbero degradate proprio a causa delle radiazione solari”, ha aggiunto.

L’origine della vita dai fondali marini

Il team di Camprubi-Casas sospetta che l’origine della vita sia avvenuta in fondo al mare, dove l’acqua calda e alcalina si mescolava con l’acqua fresca e acida, creando una zuppa di energia chimica che avrebbe potuto fornire una scintilla per l’evoluzione della vita.

In profondità sotto la superficie dell’oceano, aree di attività geotermica si formano ai confini delle placche mentre il magma risale dal mantello terrestre. L’acqua fredda dell’oceano penetra nelle fessure in queste aree calde e dissolve i minerali dalla roccia. Quando l’acqua calda fuoriesce dalle fessure e scorre nell’oceano freddo, i minerali precipitano fuori, formando “camini” di materiale organico”, ha spiegato Camprubi-Casas. Quel fluido è altamente alcalino e contiene molto idrogeno gassoso, e durante l’Adeano, l’atmosfera terrestre era piena di anidride carbonica, gran parte della quale si è dissolta nell’oceano, rendendolo leggermente acido.

Quando l’acqua delle bocche idrotermali si combinava con l’anidride carbonica disciolta nell’acqua, le molecole risultanti diventavano “chimicamente molto più attive, e con l’aggiunta di azoto che è l’elemento costitutivo di amminoacidi, o l’aggiunta di azoto e ossigeno, potrebbero essere emersi i primi mattoni del DNA”, ha affermato Camprubi-Casas.

I mattoni della vita dallo spazio

Un’altra teoria sull’origine della vita sulla Terra postula che i mattoni della vita siano stati consegnati dagli impatti di asteroidi, che erano più comuni nell’Adeano di quanto non lo siano oggi. Su un asteroide, uno strato di ghiaccio avrebbe protetto gli zuccheri semplici e i piccoli aminoacidi – gli ingredienti grezzi necessari per la chimica prebiotica – da molte delle forti radiazioni solari, ha detto Partha Bera, ricercatore presso il Bay Area Environmental Research Institute della NASA.

“Questi corpi vengono esposti alla luce solare per milioni di anni e producono radicali – ingredienti attivi – che possono reagire tra loro anche a basse temperature”, ha affermato Bera. I radicali sono atomi, molecole o ioni con un elettrone in più, che li rende pronti a reagire con qualsiasi cosa.

Secondo questa ipotesi sull’origine della vita, quando quegli asteroidi colpirono la Terra, le molecole altamente reattive si sarebbero mescolate con altre molecole semplici nell’oceano per creare la complessa chimica necessaria per far partire la vita. In questo caso, la fonte di energia sarebbe stata anche il calore geotermico.

Poiché esistono rarissimi campioni di roccia di questo periodo della storia della Terra, è impossibile sapere esattamente quale fonte di energia – il Sole, la chimica geotermica o il calore geotermico – abbia scatenato l’evoluzione della vita. Ma la ricerca nei laboratori e molti accesi dibattiti ci aiuteranno a chiarire le nostre possibili origini.