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Gli scienziati della Foundation for Applied Molecular Evolution hanno annunciato oggi che l'acido ribonucleico (RNA), un analogo del DNA che è stato probabilmente il primo materiale genetico per la vita, si forma spontaneamente sul vetro di lava basaltica. Tale vetro era abbondante sulla Terra 4,35 miliardi di anni fa. Basalti simili di questa antichità sopravvivono oggi su Marte.
"Le comunità che studiano le origini della vita sono divergenti negli ultimi anni", ha osservato Steven Benner, coautore dello studio apparso online sulla rivista Astrobiology .
"Una comunità rivisita le domande classiche con schemi chimici complessi che richiedono una chimica difficile eseguita da chimici esperti", ha spiegato Benner. "Il loro bel lavoro appare in riviste di marca come Nature e Scienza ." Tuttavia, proprio a causa della complessità di questa chimica, non è possibile spiegare come la vita abbia avuto effettivamente origine sulla Terra.
Al contrario, lo studio della Fondazione adotta un approccio più semplice. Guidato da Elisa Biondi, lo studio mostra che lunghe molecole di RNA, lunghe 100-200 nucleotidi, si formano quando i nucleosidi trifosfati non fanno altro che percolare attraverso il vetro basaltico.
"Il vetro basaltico era ovunque sulla Terra in quel momento", ha osservato Stephen Mojzsis, uno scienziato terrestre che ha anche partecipato allo studio. "Per diverse centinaia di milioni di anni dopo la formazione della Luna, i frequenti impatti accoppiati con l'abbondante vulcanismo sul giovane pianeta hanno formato lava basaltica fusa, la fonte del vetro di basalto. Gli impatti hanno anche fatto evaporare l'acqua per dare terraferma, fornendo falde acquifere dove potrebbe essersi formato l'RNA. "
Gli stessi impatti hanno anche prodotto nichel, che il team ha mostrato fornisce nucleosidi trifosfati da nucleosidi e fosfato attivato, che si trovano anche nel vetro lavico. Il borato (come nel borace), anch'esso dal basalto, controlla la formazione di quei trifosfati.
Gli stessi impattatori che formavano il vetro riducevano anche transitoriamente l'atmosfera con i loro nuclei di metallo ferro-nichel. Le basi dell'RNA, le cui sequenze immagazzinano informazioni genetiche, si formano in tali atmosfere. Il team aveva precedentemente dimostrato che i nucleosidi sono formati da una semplice reazione tra il ribosio fosfato e le basi dell'RNA.
"La bellezza di questo modello è la sua semplicità. Può essere testato da liceali durante le lezioni di chimica", ha detto Jan Špaček, che non è stato coinvolto in questo studio ma che sviluppa uno strumento per rilevare polimeri genetici alieni su Marte. "Mescolare gli ingredienti, attendere qualche giorno e rilevare l'RNA".
Le stesse rocce risolvono gli altri paradossi nel produrre RNA in un percorso che si sposta dalle semplici molecole organiche al primo RNA. "Ad esempio, il borato gestisce la formazione di ribosio, la 'R' nell'RNA", ha aggiunto Benner. Questo percorso parte da carboidrati semplici che potrebbero "non" essersi formati nell'atmosfera sopra la Terra primitiva. Questi sono stati stabilizzati dall'anidride solforosa vulcanica e poi sono piovuti in superficie per creare serbatoi di minerali organici.
Pertanto, questo lavoro completa un percorso che crea RNA da piccole molecole organiche che erano quasi certamente presenti sulla Terra primordiale. Un singolo modello geologico si muove da una e due molecole di carbonio per fornire molecole di RNA abbastanza lunghe da supportare l'evoluzione darwiniana.
"Rimangono domande importanti", avverte Benner. "Non sappiamo ancora come tutti gli elementi costitutivi dell'RNA siano arrivati ad avere la stessa forma generale, una relazione nota come omochiralità". Allo stesso modo, i legami tra i nucleotidi possono essere variabili nel materiale sintetizzato sul vetro basaltico. L'importanza di questo non è nota.
Marte è rilevante per questo annuncio perché gli stessi minerali, vetri e impatti erano presenti anche su Marte di quell'antichità. Tuttavia, Marte non ha subito la deriva dei continenti e la tettonica delle placche che hanno seppellito la maggior parte delle rocce della Terra più vecchie di 4 miliardi di anni. Pertanto, le rocce del periodo rilevante rimangono sulla superficie di Marte. Recenti missioni su Marte hanno trovato tutte le rocce necessarie, incluso il borato.
"Se la vita è emersa sulla Terra attraverso questo semplice percorso, è probabile che sia emersa anche su Marte", ha detto Benner. "Questo rende ancora più importante cercare la vita su Marte il prima possibile". + Esplora ulteriormente
