Gli scienziati hanno riprodotto in laboratorio come gli ingredienti per la vita potrebbero essersi formati nelle profondità dell'oceano 4 miliardi di anni fa. I risultati del nuovo studio offrono indizi su come è iniziata la vita sulla Terra e in quale altro posto nel cosmo potremmo trovarla.

L'astrobiologa Laurie Barge e il suo team al Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, stanno lavorando per riconoscere la vita su altri pianeti studiando le origini della vita qui sulla Terra. La loro ricerca si concentra su come si formano gli elementi costitutivi della vita nelle bocche idrotermali sul fondo dell'oceano.

Per ricreare le bocche idrotermali in laboratorio, il team ha creato i propri fondali marini in miniatura riempiendo i bicchieri con miscele che imitano l'oceano primordiale della Terra. Questi oceani di laboratorio fungono da vivai per gli amminoacidi, composti organici che sono essenziali per la vita come la conosciamo. Come i mattoncini Lego, gli amminoacidi si accumulano gli uni sugli altri per formare proteine, che compongono tutti gli esseri viventi.

"Capire fino a che punto puoi spingerti solo con sostanze organiche e minerali prima di avere una cellula reale è davvero importante per capire da quali tipi di ambienti potrebbe emergere la vita, " disse Barge, il ricercatore capo e il primo autore del nuovo studio, pubblicato sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze . "Anche, indagando su come cose come l'atmosfera, l'oceano e i minerali nelle prese d'aria hanno tutti un impatto su questo può aiutarti a capire quanto sia probabile che si sia verificato su un altro pianeta".

Trovato intorno alle crepe nel fondo del mare, le bocche idrotermali sono luoghi in cui si formano camini naturali, rilasciando fluido riscaldato sotto la crosta terrestre. Quando questi camini interagiscono con l'acqua di mare che li circonda, creano un ambiente in costante mutamento, che è necessario affinché la vita si evolva e cambi. questo buio, un ambiente caldo alimentato dall'energia chimica della Terra potrebbe essere la chiave per come potrebbe formarsi la vita su mondi più lontani nel nostro sistema solare, lontano dal calore del sole.

"Se abbiamo queste bocche idrotermali qui sulla Terra, potrebbero verificarsi reazioni simili su altri pianeti, " ha detto Erika Flores di JPL, coautore del nuovo studio.

Barge e Flores hanno usato nei loro esperimenti ingredienti che si trovano comunemente nei primi oceani della Terra. Hanno combinato l'acqua, minerali e le molecole "precursori" piruvato e ammoniaca, che sono necessari per avviare la formazione di amminoacidi. Hanno testato la loro ipotesi riscaldando la soluzione a 158 gradi Fahrenheit (70 gradi Celsius) - la stessa temperatura trovata vicino a uno sfiato idrotermale - e regolando il pH per imitare l'ambiente alcalino. Hanno anche rimosso l'ossigeno dalla miscela perché, a differenza di oggi, la Terra primitiva aveva pochissimo ossigeno nel suo oceano. Il team ha inoltre utilizzato l'idrossido di ferro minerale, o "ruggine verde, " che era abbondante sulla Terra primitiva.

La ruggine verde ha reagito con piccole quantità di ossigeno che il team ha iniettato nella soluzione, producendo l'aminoacido alanina e l'alfa idrossiacido lattato. Gli alfa idrossiacidi sono sottoprodotti delle reazioni degli amminoacidi, ma alcuni scienziati teorizzano che anche loro potrebbero combinarsi per formare molecole organiche più complesse che potrebbero portare alla vita.

"Abbiamo dimostrato che in condizioni geologiche simili a quelle della Terra primitiva, e forse su altri pianeti, possiamo formare amminoacidi e alfa idrossiacidi da una semplice reazione in condizioni blande che sarebbero esistite sul fondo del mare, " disse Barge.

La creazione di amminoacidi e alfa idrossiacidi in laboratorio da parte di Barge è il culmine di nove anni di ricerca sulle origini della vita. Studi precedenti hanno esaminato se gli ingredienti giusti per la vita si trovano nelle bocche idrotermali, e quanta energia possono generare quelle prese d'aria (abbastanza per alimentare una lampadina). Ma questo nuovo studio è la prima volta che il suo team ha osservato un ambiente molto simile a un condotto idrotermale guidare una reazione organica. Barge e il suo team continueranno a studiare queste reazioni in previsione di trovare più ingredienti per la vita e creare molecole più complesse. Passo dopo passo, sta lentamente risalendo la catena della vita.

Questa linea di ricerca è importante in quanto gli scienziati studiano i mondi nel nostro sistema solare e oltre che possono ospitare ambienti abitabili. la luna di Giove Europa e la luna di Saturno Encelado, Per esempio, potrebbero avere bocche idrotermali negli oceani sotto le loro croste ghiacciate. Capire come potrebbe iniziare la vita in un oceano senza luce solare aiuterebbe gli scienziati a progettare future missioni di esplorazione, così come esperimenti che potrebbero scavare sotto il ghiaccio per cercare prove di amminoacidi o altre molecole biologiche.

Le future missioni su Marte potrebbero restituire campioni dalla superficie arrugginita del Pianeta Rosso, che può rivelare prove di amminoacidi formati da minerali di ferro e acqua antica. Gli esopianeti, mondi al di fuori della nostra portata ma ancora nel regno dei nostri telescopi, potrebbero avere tracce di vita nelle loro atmosfere che potrebbero essere rivelate in futuro.

"Non abbiamo ancora prove concrete della vita altrove, " ha detto Barge. "Ma comprendere le condizioni richieste per l'origine della vita può aiutare a restringere i luoghi in cui pensiamo che la vita possa esistere".

Questa ricerca è stata supportata dal NASA Astrobiology Institute, Il team JPL Icy Worlds.