Nella cultura popolare, gli asteroidi svolgono il ruolo di minaccia apocalittica, vieni incolpato per aver spazzato via i dinosauri e offri una fonte extraterrestre per l'estrazione di minerali.

Ma per il ricercatore Nicholas Hud, gli asteroidi svolgono un ruolo completamente diverso:quello delle capsule temporali che mostrano quali molecole esistevano originariamente nel nostro sistema solare. Avere queste informazioni fornisce agli scienziati il ​​punto di partenza di cui hanno bisogno per ricostruire il complesso percorso che ha dato inizio alla vita sulla Terra.

Direttore del NSF-NASA Center for Chemical Evolution presso il Georgia Institute of Technology, Hud dice che trovare molecole negli asteroidi fornisce la prova più forte che tali composti erano presenti sulla Terra prima che si formasse la vita. Sapere quali molecole erano presenti aiuta a stabilire le condizioni iniziali che hanno portato alla formazione di amminoacidi e relativi composti che, a sua volta, si unirono per formare peptidi, piccole molecole simili a proteine ​​che potrebbero aver dato il via alla vita su questo pianeta.

"Possiamo guardare agli asteroidi per aiutarci a capire quale chimica è possibile nell'universo, " ha detto Hud. "È importante per noi studiare i materiali di asteroidi e meteoriti, le versioni più piccole di asteroidi che cadono sulla Terra, per testare la validità dei nostri modelli su come le molecole in essi contenute avrebbero potuto contribuire a dare origine alla vita. Abbiamo anche bisogno di catalogare le molecole di asteroidi e meteoriti perché potrebbero esserci composti che non avevamo nemmeno considerato importanti per l'inizio della vita".

Hud parteciperà alla conferenza stampa "Asteroids for Research, Scoperta, and Commerce" il 17 febbraio alla riunione annuale 2018 dell'American Association for the Advancement of Science (AAAS) ad Austin, Texas. Farà anche parte di una sessione il 18 febbraio sul tema, "Alla ricerca dell'identità e delle origini dei primi polimeri della vita".

Gli scienziati della NASA hanno analizzato per decenni i composti trovati in asteroidi e meteoriti, e il loro lavoro fornisce una solida comprensione di ciò che potrebbe essere stato presente quando la Terra stessa si è formata, dice Hud.

"Se modelli una reazione chimica prebiotica in laboratorio, gli scienziati possono discutere se avevi o meno i giusti materiali di partenza, "ha detto Hud. "Il rilevamento di una molecola in un asteroide o meteorite è l'unica prova che tutti accetteranno che quella molecola sia prebiotica. È qualcosa su cui possiamo davvero contare".

L'esperimento di Miller-Urey, condotto nel 1952 per simulare le condizioni che si ritiene esistessero sulla Terra primordiale, prodotto più di 20 diversi amminoacidi, composti organici che costituiscono gli elementi costitutivi dei peptidi. L'esperimento è stato avviato da scintille all'interno di un pallone contenente acqua, metano, ammoniaca e idrogeno, tutti i materiali che si ritiene siano esistiti nell'atmosfera quando la Terra era molto giovane.

Dall'esperimento di Miller-Urey, gli scienziati hanno dimostrato la fattibilità di altre vie chimiche agli amminoacidi e ai composti necessari per la vita. Nel laboratorio di Hud, ad esempio, i ricercatori hanno utilizzato cicli di alternanza di condizioni umide e secche per creare molecole organiche complesse nel tempo. In tali condizioni, aminoacidi e idrossiacidi, composti che differiscono chimicamente per un solo atomo, avrebbe potuto formare brevi peptidi che hanno portato alla formazione di molecole più grandi e complesse, esibendo infine proprietà che ora associamo alle molecole biologiche.

"Ora abbiamo un ottimo modo per sintetizzare peptidi con amminoacidi e idrossiacidi che lavorano insieme che avrebbero potuto essere comuni sulla Terra primordiale, " ha detto. "Anche oggi, gli idrossiacidi si trovano con gli amminoacidi negli organismi viventi e in alcuni campioni di meteoriti che sono stati esaminati".

Hud crede che ci siano molti modi possibili in cui le molecole della vita potrebbero essersi formate. La vita avrebbe potuto iniziare con molecole meno sofisticate e meno efficienti di quelle che vediamo oggi. Come la vita stessa, queste molecole potrebbero essersi evolute nel tempo.

"Quello che scopriamo è che questi composti possono formare molecole che assomigliano molto ai peptidi moderni, tranne nella spina dorsale che tiene insieme le unità, " ha detto Hud. "La struttura complessiva può essere molto simile e sarebbe più facile da realizzare, sebbene non abbia la capacità di ripiegarsi in strutture complesse come le proteine ​​moderne. C'è un compromesso tra la semplicità di formare queste molecole e quanto queste molecole siano vicine a quelle che si trovano nella vita contemporanea".

I geologi credono che la Terra fosse molto diversa miliardi di anni fa. Al posto dei continenti, c'erano isole che sporgevano dagli oceani. Anche il sole era diverso, producendo meno luce ma più raggi cosmici, il che avrebbe potuto aiutare ad alimentare le reazioni chimiche che formano le proteine.

"Le isole avrebbero potuto essere potenziali incubatori di vita, con molecole che piovono dall'atmosfera, "Ha detto Hud. "Pensiamo che il processo chiave che avrebbe permesso a queste molecole di passare alla fase successiva sia un ciclo bagnato-asciutto come quello che stiamo facendo in laboratorio. Sarebbe stato perfetto per un'isola nell'oceano".

Piuttosto che una singola scintilla di vita, le molecole potrebbero essersi evolute lentamente nel tempo in una progressione graduale che potrebbe aver avuto luogo a velocità diverse in luoghi diversi, forse contemporaneamente. Diversi componenti delle cellule, Per esempio, potrebbero essersi sviluppate separatamente laddove le condizioni le favorivano prima che alla fine si unissero.

"C'è qualcosa di molto speciale nei peptidi, acidi nucleici, polisaccaridi e lipidi e la loro capacità di lavorare insieme per fare qualcosa che non avrebbero potuto fare separatamente, " ha detto. "E potrebbe esserci stato un numero qualsiasi di processi chimici sulla Terra primordiale che non hanno mai portato alla vita".

Sapere come erano le condizioni sulla Terra primordiale offre quindi agli scienziati una base più solida per ipotizzare cosa avrebbe potuto accadere, e potrebbe offrire spunti per altri percorsi che potrebbero non essere stati ancora considerati.

"Probabilmente ci sono molti più indizi negli asteroidi su quali molecole fossero realmente lì, " disse Hud. "Forse non sappiamo nemmeno cosa dovremmo cercare in questi asteroidi, ma guardando quali molecole troviamo, possiamo porre domande diverse e più su come avrebbero potuto aiutare a iniziare la vita".