I ricercatori hanno a lungo cercato di comprendere le origini della vita sulla Terra. Un nuovo studio condotto da scienziati dell'Institute for Advanced Study, l'Istituto di Scienze della Vita della Terra (ELSI), e l'Università del New South Wales, tra le altre istituzioni partecipanti, segna un importante passo avanti nello sforzo di comprendere le origini chimiche della vita. I risultati di questo studio dimostrano come le "reti di reazione continua" siano in grado di produrre precursori di RNA e forse in ultima analisi lo stesso RNA, un ponte fondamentale verso la vita. Lo studio è pubblicato da Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Sebbene molti dei meccanismi che propagano la vita siano ben compresi, la transizione da una Terra prebiotica all'era della biologia rimane avvolta nel mistero. Esperimenti precedenti hanno dimostrato che semplici composti organici possono essere prodotti dalle reazioni di sostanze chimiche che si ritiene esistano nell'ambiente primitivo della Terra. Però, molti di questi esperimenti si basavano su interventi coordinati degli sperimentatori. Questo studio va oltre impiegando un modello che è minimamente manipolato per simulare con la massima precisione un ambiente naturale.

Per condurre questo lavoro, il team ha esposto una miscela di piccole molecole molto semplici:sale da cucina comune, ammoniaca, fosfato, e acido cianidrico, a una sorgente di radiazioni gamma ad alta energia. Queste condizioni simulano ambienti radioattivi resi possibili da minerali radioattivi naturali, che erano probabilmente molto più diffusi sulla Terra primitiva. Il team ha anche permesso che le reazioni si asciugassero in modo intermittente, simulando l'evaporazione in pozze e spiagge poco profonde. Questi esperimenti hanno restituito una varietà di composti che potrebbero essere stati importanti per le origini della vita, compresi i precursori di amminoacidi e altri piccoli composti noti per essere utili per la produzione di RNA.

Gli autori usano il termine "rete di reazione continua" per descrivere un ambiente in cui gli intermedi non sono purificati, i prodotti collaterali non vengono rimossi, e non vengono aggiunti nuovi reagenti dopo i materiali di partenza iniziali. In altre parole, la sintesi delle molecole avviene in un ambiente dinamico in cui si formano e si distruggono continuamente composti ampiamente diversi, e questi prodotti reagiscono tra loro per formare nuovi composti.

Jim Cleaves, frequentatore IAS e professore ELSI, ha dichiarato, "Questi tipi di reti di reazione continue possono essere abbastanza comuni in chimica, ma solo ora stiamo iniziando a costruire gli strumenti per rilevare, misurare, e capirli. C'è molto lavoro entusiasmante da fare".

Il lavoro futuro si concentrerà sulla mappatura dei percorsi di reazione per altre sostanze chimiche e sulla verifica se ulteriori cicli di radiolisi seguiti da dry-down possono generare prodotti chimici di ordine superiore. Il team ritiene che questi modelli possano aiutare a determinare quali ambienti planetari primitivi sono più favorevoli alla formazione di molecole complesse. Questi studi potrebbero a loro volta aiutare altri scienziati a identificare i posti migliori in cui cercare la vita oltre la Terra.