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L’antico cielo della Terra potrebbe aver avuto un ruolo più importante negli inizi della vita di quanto credessero un tempo gli scienziati.
Secondo uno studio pubblicato il 1 dicembre nel Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienzei ricercatori della CU Boulder e i loro collaboratori riferiscono che miliardi di anni fa, l’atmosfera del giovane pianeta potrebbe aver generato molecole a base di zolfo che oggi sono conosciute come componenti importanti per la vita.
Questa scoperta mette in discussione l’idea di vecchia data secondo cui queste molecole di zolfo si sarebbero formate solo dopo che la vita aveva già preso piede sulla Terra.
“Il nostro studio potrebbe aiutarci a comprendere l’evoluzione della vita nelle sue prime fasi”, ha affermato il primo autore Nate Reed, un ricercatore post-dottorato presso la NASA che ha condotto la ricerca mentre lavorava presso il Dipartimento di Chimica e l’Istituto Cooperativo per la Ricerca in Scienze Ambientali (CIRES) presso la CU Boulder.
L’importanza dello zolfo e l’importanza dei risultati
Lo zolfo, proprio come il carbonio, è un elemento vitale presente in ogni forma di vita, dai batteri agli esseri umani. Appare in alcuni amminoacidi, che fungono da elementi costitutivi di base delle proteine.
Sebbene lo zolfo fosse presente nell’atmosfera primordiale, la maggior parte degli scienziati riteneva che le molecole di zolfo organico, come gli amminoacidi, si formassero solo dopo che gli organismi viventi erano già presenti e li producevano.
I tentativi precedenti di simulare le condizioni primordiali della Terra spesso non sono riusciti a generare quantità significative di biomolecole di zolfo prima che esistesse la vita. Quando queste molecole apparvero, si formarono solo in condizioni insolite o altamente specifiche che difficilmente erano comuni in tutto il pianeta.
A causa di questo contesto, la comunità scientifica ha reagito con forza quando il telescopio spaziale James Webb ha rilevato il dimetilsolfuro, un composto di zolfo prodotto dalle alghe marine sull’attuale Terra, nell’atmosfera di un esopianeta chiamato K2-18b. Molti lo consideravano un possibile segno di vita.
Nuovi esperimenti rivelano la chimica atmosferica al lavoro
Tuttavia, il lavoro precedente di Reed e dell’autrice senior Ellie Browne, professoressa di chimica e membro del CIRES, ha dimostrato che il dimetilsolfuro potrebbe formarsi naturalmente in laboratorio utilizzando solo luce e gas atmosferici semplici. Ciò indicava che la molecola potrebbe apparire anche su mondi senza vita.
Nel loro ultimo esperimento, Browne, Reed e il loro team hanno testato ciò che il cielo primordiale della Terra avrebbe potuto essere in grado di produrre. Hanno illuminato una miscela di metano, anidride carbonica, idrogeno solforato e azoto per ricreare le condizioni atmosferiche precedenti alla comparsa della vita.
Lavorare con lo zolfo è impegnativo, ha osservato Browne. L’elemento si attacca alle apparecchiature di laboratorio e nell’atmosfera le molecole a base di zolfo sono presenti a livelli estremamente bassi rispetto a CO2 e azoto. “È necessario disporre di attrezzature in grado di misurare quantità incredibilmente piccole di prodotti”, ha affermato.
Utilizzando uno spettrometro di massa molto sensibile per identificare e misurare i composti chimici, i ricercatori hanno scoperto che la loro simulazione della Terra primordiale produceva un’ampia gamma di biomolecole di zolfo. Questi includevano gli aminoacidi cisteina e taurina, insieme al coenzima M, che svolge un ruolo chiave nel metabolismo.
Un cielo capace di sostenere un ecosistema in crescita
Il team ha quindi stimato la quantità di cisteina che un’intera atmosfera antica potrebbe generare. I loro calcoli suggerivano che il cielo primordiale della Terra avrebbe potuto produrre abbastanza cisteina per supportare circa un ottilliono di cellule (uno seguito da 27 zeri). In confronto, la Terra moderna contiene circa un milione di cellule (una seguita da 30 zeri).
“Anche se non sono tante quanto quelle presenti adesso, si trattava comunque di molta cisteina in un ambiente senza vita. Potrebbe essere sufficiente per un ecosistema globale in erba, dove la vita è appena iniziata”, ha detto Reed.
I ricercatori suggeriscono che queste biomolecole atmosferiche potrebbero essere cadute in superficie attraverso le piogge, fornendo potenzialmente la chimica necessaria per favorire l’inizio della vita.
“La vita probabilmente richiedeva alcune condizioni molto specializzate per iniziare, come vicino a vulcani o sorgenti idrotermali con una chimica complessa”, ha detto Browne. “Pensavamo che la vita dovesse ricominciare completamente da zero, ma i nostri risultati suggeriscono che alcune di queste molecole più complesse erano già diffuse in condizioni non specializzate, il che avrebbe potuto rendere un po’ più facile l’avvio della vita”.
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Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com