Flussi geotermici alla base della vita nella Terra primordiale

I flussi di calore che attraversano le fessure delle rocce, come quelle che si trovano nei vulcani o nei sistemi geotermici, sembrano aver avuto, grazie a un’azione di scissione e purificazione molecolare, un ruolo fondamentale nella formazione della vita sulla Terra primordiale. Lo rivelano esperimenti di laboratorio condotti da un gruppo internazionale di ricercatori, descritti su ‘Nature’. Lo studio offre una spiegazione di come i primi elementi costitutivi della vita possano essersi formati da miscele chimiche complesse. La formazione di biopolimeri e dei loro componenti è stata un momento chiave per l’origine della vita sulla Terra primitiva. Tuttavia, questi percorsi sono difficili da replicare in laboratorio. Spesso, le quantità quasi trascurabili di sottoprodotti che si formano da queste reazioni complesse rendono difficile identificare la formazione di blocchi di costruzione biologicamente rilevanti.I precedenti tentativi di sviluppare un metodo di purificazione sono stati limitati dalla loro specificità, essendo il processo che prevede l’isolamento contemporaneo di un’ampia gamma di molecole particolarmente arduo. Nello studio, Christof Mast, del Ludwig-Maximilians-Universität München, a Monaco, in Germania, e colleghi hanno utilizzato camere di ispirazione geologica con fessure minuscole, di circa 0,17 mm, per separare oltre 50 molecole, ritenute rilevanti per la vita prebiotica, da miscele complesse di amminoacidi, nucleobasi, nucleotidi e altri composti. Vaste reti di fessure simili si trovano nella crosta terrestre e si pensa che fossero abbondanti sulla Terra primordiale. La miscela è stata filtrata lungo un gradiente di temperatura che consente di isolare e arricchire molecole specifiche, grazie a leggere differenze nella loro struttura molecolare.
I risultati sperimentali mostrano che, anche una moderata differenza di temperatura è sufficiente per separare e purificare diversi tipi di molecole prebiotiche, tra cui i 2-aminozoli e gli amminoacidi, aumentandone rispettivamente le concentrazioni di dieci e tre ordini di grandezza. I rapporti di concentrazione possono essere ulteriormente migliorati aumentando le dimensioni della rete di fessure e hanno dimostrato di avere successo in una varietà di temperature, solventi e valori di pH. È stato provato che le condizioni sperimentali facilitano l’accoppiamento di due molecole di glicina, punto di partenza nella sintesi dei peptidi, con concentrazioni cinque volte superiori alla miscela di partenza.
Il successo di questo metodo indica che i flussi di calore geotermico, presenti in natura, potrebbero aver guidato questa scissione molecolare nella Terra primitiva e suggerisce una possibile strategia futura per produrre i composti necessari per studiare le origini della vita.