“La vita usa un gruppo standard di 20 amminoacidi per costruire le proteine da oltre 3 miliardi di anni“, ha detto Stephen J.Freeland del NASA Astrobiology Institute presso l’Università delle Hawaii.
“Diviene sempre più chiaro che molti altri amminoacidi fossero possibili candidati e benchè si sia ipotizzato sull’attività della vita, sono state molto poche le idee verificabili“.
“Per quanto ne sappiamo, l’originale chimica scelta dalla vita conosciuta non costituisce un solo set; erano possibili altre scelte e forse si sono realizzate se la vita ha avuto inizio altrove molte volte,” ha detto Paul Davies, autorità nel campo dell’astrobiologia e direttore di BEYOND (Center for Fundamental Concepts in Science) e co-direttore dell’ASU Cosmology Initiative.
Freeland e il suo collega Gayle K.Philip dell’Università delle Hawaii, hanno ideato un test per capire se i 20 amminoacidi della vita sulla Terra siano stati scelti a caso o se fossero gli unici possibili per lo scopo.
“Tecnicamente esiste una varietà infinita di amminoacidi“, ha detto Freeland ad Astrobiology Magazine.
“In questa infinità ne erano disponibili molti altri oltre quei 20, per quanto possiamo dire“.
I ricercatori hanno definito un possibile gruppo di amminoacidi candidati da cui la vita ha preso i suoi 20, iniziando con gli amminoacidi che sono stati scoperti nel meteorite Murchison, una roccia spaziale caduta a Murchison (Victoria, Australia) nel Settembre 1969, che dovrebbe risalire agli inizi del sistema solare e rappresentare un campione di composti che esistevano nel sistema solare e sulla Terra, prima dell’origine della vita.
Gli scienziati hanno quindi usato i computers per stimare le proprietà fondamentali dei 20 amminoacidi usati dalla vita, come dimensione, carica e idrofilicità o la misura in cui le molecole sono attratte dall’acqua.
“Sappiamo che queste tre sono importanti per la produzione di proteine“, ha detto Freeland. Freeland e Philip hanno analizzato se queste proprietà possano essere ottenute con altrettanta efficienza e copertura, attraverso altre combinazioni di 20 amminoacidi. I ricercatori hanno scoperto che la vita non sembra scegliere i suoi 20 mattoni in modo casuale.
“Abbiamo scoperto che il solo caso molto difficilmente porterebbe ad un set di amminoacidi migliore di quello scelto dalla vita“, ha detto Freeland.
I ricercatori pensano che la prima vita sulla Terra probabilmente ha usato una versione della selezione naturale per selezionare questi amminoacidi. Alcune combinazioni di altri amminoacidi probabilmente sono state provate, ma nessuna ha avuto successo quanto il gruppo esistente.
“Troviamo un test molto semplice che inizia a mostrarci che la vita sapeva esattamente cosa stava facendo“, ha detto Freeland. “Questo supporta l’idea della selezione naturale“.
Rispondere al perchè la natura abbia scelto quei 20 amminoacidi è difficile sperimentalmente, secondo Aaron Burton, che lavora come astrochimico al NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt.
“Anche se diversi esperimenti hanno mostrato che gli amminoacidi innaturali possono essere incorporati nell’alfabeto genetico degli organismi, potrebbe non essere possibile simulare sperimentalmente dei periodi temporali dell’evoluzione sufficienti, per confrontare veramente diversi alfabeti di amminoacidi“, ha detto Burton, che non era coinvolto nel nuovo studio.
Come risultato, gli studi come quelli presentati da Philip e Freeland offrono spunti interessanti e forniscono una cornice per formulare ipotesi che possono essere messe alla prova in laboratorio.
Proprio ora la gara è trovare direttamente gli amminoacidi altrove nel sistema solare. Alcuni suggeriscono che siano stati trovati sui meteoriti atterrati sulla Terra dallo spazio esterno e da missioni come quella della sonda Stardust della NASA, che ha raccolto campioni dalla cometa Wild 2 nel 2004.
“I segni indicano che gli amminoacidi si troveranno per tutta la galassia“, ha detto Freeland. “Sono ovviamente i mattoni per costruire la vita, stiamo scoprendo indizi ad un certo livello di predicibilità del modo in cui sono andate le cose.”
Una recente analisi matematica dice che la vita per come la conosciamo, è scritta nelle leggi della realtà. Il DNA contiene quattro deossiribonucleotidi, con le basi azotate adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
Il codice contenuto nella sequenza di base viene tradotto infine in proteine, che sono fatte di 20 amminoacidi. Una analisi energetica di Ralph Pudritz, astrofisico teorico e direttore dell’Origins Institute presso la McMaster University, mostra che i primi dieci amminoacidi si formano molto probabilmente a temperature e pressioni relativamente basse e le probabilità calcolate della formazione, combaciano con le concentrazioni di questi elementi chimici della vita trovati nei campioni di meteoriti.
Combaciano anche con quelle delle simulazioni della Terra primordiale e soprattutto, queste simulazioni sono state eseguite da altre persone. Le implicazioni sono sconvolgenti: buone notizie per quelli che si chiedono se siamo soli e cattive per chi pensa ad un tipo di “Architetto” che ha messo assieme la vita, sembra che la fisica possa assemblare il grande puzzle organico da sola e probabilmente lo ha fatto in tutto lo spazio dall’inizio.
Lo studio indica che non serve un miracolo per arrivare al cocktail chimico della vita primordiale, ma solo un asteroide abbastanza grande con i giusti componenti. Ecco tutto. L’intero universo può essere pieno di vita, dai primi mattoni ai discendenti completi. Il percorso nel mezzo è lungo, ma sono passati 13 miliardi e mezzo di anni.
Gli altri dieci amminoacidi non si formano facilmente, ma appariranno e il processo dell'”evoluzione graduale” significa che quando i sistemi più semplici funzionano, loro possono catturare le più rare “gocce” chimiche sofisticate, una specie di World of Lifecraft in cui alla fine però ottieni la vita giocando.
La Terra primordiale era coperta di materiale carbonioso dei meteoriti e delle comete, ricco di elementi grezzi da cui è emersa la vita. Nel suo nuovo libro, The Eerie Silence, l’astrofisico Paul Davies della Arizona State University, ha suggerito che le cellule originali avrebbero potuto scegliere dal primo cocktali organico sulla Terra.
L’astrofisico Paul Davies, sul DNA della Terra, scrive:
“i 20 aminoacidi scelti dalla vita conosciuta non costituiscono un set unico; erano possibili altre scelte e forse sono state fatte se la vita è iniziata molte volte altrove.“
Traduzione a cura di Richard
Immagine: Double Helix Nebula (Spitzer Space Telescope)
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