Quando si cerca di capire le origini della vita sulla Terra, i ricercatori si imbattono in un paradosso:mentre l'acqua è un solvente indispensabile per tutte le forme di vita conosciute che esistono oggi, l'acqua inibisce anche la formazione di catene simili a stringhe di polimeri di acidi nucleici come l'RNA che erano probabilmente precursori della vita. Ciò solleva la domanda:come potrebbero essersi formati gli acidi nucleici in primo luogo? Una soluzione a questo "paradosso dell'acqua" è che la vita potrebbe aver avuto origine in qualcosa di diverso dall'acqua, e solo successivamente adattato alla presenza di acqua.

"Siamo affascinati dalla possibilità che la vita basata sull'acqua possa aver avuto origine senza acqua, "Zaccaria Adamo, un ricercatore all'Università di Harvard, detto Phys.org .

Adam e altri hanno studiato un candidato leader per un'alternativa all'acqua chiamata formammide, un liquido limpido costituito da idrogeno, ossigeno, carbonio, e azoto. Non solo la formammide favorisce la formazione di legami polimerici più dell'acqua, reagisce anche con altre molecole per formare basi azotate, aminoacidi, e alcuni degli altri composti di base necessari per produrre acidi nucleici.

Ma c'è un problema lampante con questa proposta:la formammide non si trova naturalmente in nessuna quantità significativa da nessuna parte sulla Terra. Sebbene la formammide sia ampiamente utilizzata nell'industria come solvente per la produzione di prodotti farmaceutici e pesticidi, tutta questa formammide è prodotta sinteticamente.

La formammide esiste nello spazio, però, che in precedenza ha motivato i ricercatori a suggerire che potrebbe essere stato trasportato sulla Terra tramite comete o meteore. Ma è improbabile che questo scenario possa aver prodotto il grande, serbatoi concentrati di formammide necessari per la formazione dei precursori della vita.

Ora in un nuovo articolo pubblicato su Rapporti scientifici , un team di ricercatori, guidato da Adam e dal coautore Masashi Aono alla Keio University e al Tokyo Institute of Technology, hanno dimostrato la possibilità che la formammide possa essere stata prodotta in abbondanza dalle radiazioni in alcune sacche della Terra primitiva.

Negli esperimenti, i ricercatori hanno irradiato acido cianidrico e acetonitrile, due sostanze chimiche presenti sulla Terra primordiale, con raggi gamma. Hanno scoperto che la formammide era uno dei prodotti principali.

Sebbene nei loro esperimenti i ricercatori abbiano utilizzato un cilindro di cobalto-60 per produrre i raggi gamma, suggeriscono che sulla Terra primitiva la radiazione potrebbe provenire da depositi di minerali radioattivi (che si trovano oggi sulle spiagge di tutto il mondo) o da zone di fissione dell'uranio. Attualmente solo una regione è nota per contenere prove di una piccola manciata di zone di uranio che esistevano nella storia geologica della Terra:la regione di Oklo in Gabon, Africa, ma queste zone sono diventate attive solo molto tempo dopo l'origine della vita.

I ricercatori hanno calcolato che, se esistessero zone simili 4 miliardi di anni fa, un singolo sito avrebbe potuto produrre oltre 6 ordini di grandezza in più di formammide su una data area rispetto a quella stimata dalla consegna da comete e meteoriti. I risultati suggeriscono che i depositi di minerali radioattivi possono produrre abbastanza formammide da accumularsi ad alte concentrazioni, che avrebbe potuto formare grandi serbatoi di formammide in cui si sarebbero formati acidi nucleici come precursori dei primi organismi viventi.

"Spesso il problema delle origini della vita è considerato risolto se potessimo capire come i mattoni prototipici della vita come i biopolimeri e i metaboliti potrebbero formarsi in ambienti plausibili della prima Terra, " ha detto Aono. "Ma non siamo soddisfatti di questo modo di pensare. La vita non dovrebbe essere trattata come una borsa piena di mattoni, ma dovrebbe essere inteso come una complessa rete di reazioni chimiche."

Come spiegano i ricercatori, la radiazione è particolarmente unica come fonte di energia per le origini della vita rispetto alla chimica redox o al semplice riscaldamento. Come disse Adamo, questo perché la radiazione "guida una vasta rete di reazioni, non solo una serie di prodotti per una serie di input."

Certo, i ricercatori hanno mostrato solo cosa Potevo è successo, e non cosa fatto accadere. Nel futuro, hanno in programma di continuare a studiare tutti i possibili scenari per le origini della vita ed esaminare la plausibilità di ogni avvenimento, e vedere dove portano le prove.

"Stiamo ora cercando di valutare se l'intera rete delle reazioni guidate mostra attributi trovati su molte scale diverse di sistemi viventi complessi, come le reti metaboliche cellulari, dinamica della popolazione, e anche le relazioni ecologiche, " ha detto Aono.

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