La vita sulla Terra potrebbe non essere iniziata con un fulmine drammatico, ma piuttosto attraverso migliaia di scambi di microfulmini tra gocce d'acqua. I ricercatori della Stanford University hanno scoperto che questa reazione forma molecole organiche vitali, sfidando le teorie di lunga data sull'inizio della vita.
Secondo una nuova ricerca della Stanford University, le origini della vita sulla Terra potrebbero non essere ricondotte a un grande fulmine che ha colpito l'oceano primordiale, bensì a innumerevoli minuscoli "microfulmini" che si verificano all'interno delle goccioline d'acqua provenienti da onde o cascate che si infrangono.
Pubblicato il sulla rivista Science Advances, lo studio dimostra che queste scariche microelettriche possono produrre molecole organiche con legami carbonio-azoto, tra cui l'uracile, un componente fondamentale del DNA e dell'RNA. Questa rivelazione aggiunge profondità all'ipotesi di Miller-Urey, che ha a lungo postulato che i mattoni della vita siano stati creati dai fulmini.
"Le scariche microelettriche tra microgocce d'acqua con carica opposta formano tutte le molecole organiche osservate in precedenza nell'esperimento Miller-Urey e proponiamo che questo sia un nuovo meccanismo per la sintesi prebiotica di molecole che costituiscono i mattoni della vita", ha affermato in un comunicato stampa l'autore senior Richard Zare, professore di scienze naturali Marguerite Blake Wilbur e professore di chimica presso la School of Humanities and Sciences di Stanford.
Per oltre 2 miliardi di anni dopo la formazione della Terra, il pianeta presentava una miscela di sostanze chimiche, ma era privo di molecole organiche con legami carbonio-azoto, essenziali per proteine, enzimi e altri composti biologici.
L'esperimento Miller-Urey ha offerto una spiegazione di come si sono formate queste molecole, suggerendo che i fulmini che colpiscono l'oceano interagiscano con gas atmosferici come metano, ammoniaca e idrogeno. Tuttavia, i critici sostengono che i fulmini erano troppo sporadici e l'oceano troppo vasto perché questa soluzione fosse praticabile.
Il team di Stanford, che comprende i ricercatori post-dottorato Yifan Meng e Yu Xia e lo studente laureato Jinheng Xu, propone un'alternativa.
Hanno studiato come le gocce d'acqua sviluppano cariche diverse quando vengono disperse tramite spruzzi o schizzi. Le gocce più grandi spesso trasportano cariche positive, mentre quelle più piccole trasportano cariche negative. Quando queste gocce con carica opposta si scontrano, creano scintille o "microfulmini".
Utilizzando telecamere ad alta velocità, i ricercatori hanno catturato questi minuscoli ma potenti lampi di luce. Hanno dimostrato l'energia prodotta spruzzando acqua a temperatura ambiente in una miscela di gas che ricorda l'atmosfera terrestre primordiale. Questa miscela includeva azoto, metano, anidride carbonica e ammoniaca, e i risultati hanno confermato la formazione di molecole organiche come acido cianidrico, l'amminoacido glicina e l'uracile.
"Sulla Terra primordiale, c'erano spruzzi d'acqua ovunque, nelle fessure o contro le rocce, e possono accumularsi e creare questa reazione chimica", ha aggiunto Zare. "Penso che questo superi molti dei problemi che le persone hanno con l'ipotesi Miller-Urey".
Oltre a questa scoperta rivoluzionaria, il team di Zare sta anche esaminando il potenziale delle microgocce d'acqua in altre reazioni chimiche, come la produzione di ammoniaca e perossido di idrogeno.
"Di solito pensiamo all'acqua come a qualcosa di innocuo, ma quando è divisa in piccole goccioline, l'acqua è altamente reattiva", ha aggiunto Zare.
Questo studio ha ricevuto il sostegno dell'Air Force Office of Scientific Research e della National Natural Science Foundation of China.
Fonte: Università di Stanford