La vita sulla Terra è iniziata da qualche parte tra 3,7 e 4,5 miliardi di anni fa, dopo che i meteoriti sono caduti e hanno dilavato elementi essenziali in piccoli laghetti caldi, affermano gli scienziati della McMaster University e del Max Planck Institute in Germania. I loro calcoli suggeriscono che i cicli umido e secco hanno legato i blocchi molecolari di base nel brodo ricco di sostanze nutritive degli stagni in molecole di RNA autoreplicanti che hanno costituito il primo codice genetico per la vita sul pianeta.

I ricercatori basano le loro conclusioni su ricerche esaurienti e calcoli che attingono ad aspetti dell'astrofisica, geologia, chimica, biologia e altre discipline. Anche se il concetto di "piccoli stagni caldi" esiste da Darwin, i ricercatori hanno ora dimostrato la sua plausibilità attraverso numerosi calcoli basati sull'evidenza.

Autori principali Ben K.D. Pearce e Ralph Pudritz, sia del McMaster's Origins Institute che del suo Dipartimento di Fisica e Astronomia, dicono che le prove disponibili suggeriscono che la vita è iniziata quando la Terra stava ancora prendendo forma, con i continenti che emergono dagli oceani, meteoriti che colpiscono il pianeta - compresi quelli che portano i mattoni della vita - e nessun ozono protettivo per filtrare i raggi ultravioletti del sole.

"Nessuno ha effettivamente eseguito il calcolo prima, " dice Pearce. "Questo è un inizio piuttosto grande. È piuttosto eccitante".

"Poiché ci sono così tanti input da così tanti campi diversi, è un po' incredibile che tutto stia insieme, " Pudritz dice. "Ogni passo ha portato molto naturalmente al successivo. Avere tutti loro un quadro chiaro alla fine significa che c'è qualcosa di giusto in questo".

Il loro lavoro, con i collaboratori Dmitry Semenov e Thomas Henning del Max Planck Institute for Astronomy, è stato pubblicato oggi su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Per comprendere l'origine della vita, dobbiamo capire la Terra com'era miliardi di anni fa. Come mostra il nostro studio, l'astronomia fornisce una parte vitale della risposta. I dettagli di come si è formato il nostro sistema solare hanno conseguenze dirette sull'origine della vita sulla Terra, "dice Thomas Henning, dal Max Planck Institute for Astronomy e un altro co-autore.

La scintilla della vita, dicono gli autori, è stata la creazione di polimeri di RNA:i componenti essenziali dei nucleotidi, consegnato da meteoriti, raggiungendo concentrazioni sufficienti nell'acqua del laghetto e legandosi insieme quando i livelli dell'acqua diminuiscono e aumentano attraverso cicli di precipitazioni, evaporazione e drenaggio. La combinazione di condizioni umide e asciutte era necessaria per l'incollaggio, dice il giornale.

In alcuni casi, i ricercatori credono, condizioni favorevoli hanno visto alcune di quelle catene ripiegarsi e replicarsi spontaneamente attingendo altri nucleotidi dal loro ambiente, soddisfare una condizione per la definizione della vita. Quei polimeri erano imperfetti, in grado di migliorare attraverso l'evoluzione darwiniana, soddisfacendo l'altra condizione.

"Questo è il Santo Graal della chimica sperimentale delle origini della vita, "dice Pearce.

Quella rudimentale forma di vita darebbe origine all'eventuale sviluppo del DNA, la matrice genetica di forme di vita superiori, che si sarebbe evoluto molto più tardi. Il mondo sarebbe stato abitato solo dalla vita basata sull'RNA fino all'evoluzione del DNA.

"Il DNA è troppo complesso per essere stato il primo aspetto della vita ad emergere, " dice Pudritz. " Doveva cominciare con qualcos'altro, e questo è RNA."

I calcoli dei ricercatori mostrano che le condizioni necessarie erano presenti in migliaia di stagni, e che le combinazioni chiave per la formazione della vita avevano molte più probabilità di trovarsi insieme in tali stagni che nelle bocche idrotermali, dove la principale teoria rivale sostiene che la vita sia iniziata nelle torbide fessure dei fondali oceanici, dove gli elementi della vita si univano in getti d'acqua calda. Gli autori del nuovo articolo affermano che è improbabile che tali condizioni generino vita, poiché il legame necessario per formare l'RNA necessita di cicli sia a umido che a secco.

I calcoli sembrano anche eliminare la polvere spaziale come fonte di nucleotidi che generano la vita. Sebbene tale polvere trasportasse effettivamente i materiali giusti, non li ha depositati in concentrazione sufficiente per generare la vita, i ricercatori hanno determinato. Al tempo, all'inizio della vita del sistema solare, i meteoriti erano molto più comuni, e sarebbe potuto atterrare in migliaia di stagni, portando i mattoni della vita. Pearce e Pudritz intendono mettere alla prova la teoria il prossimo anno, quando McMaster aprirà il suo laboratorio Origins of Life che ricreerà le condizioni pre-vita in un ambiente sigillato.

"Siamo entusiasti di poter mettere insieme un documento teorico che combini tutti questi fili, fa previsioni chiare e offre idee chiare che possiamo portare in laboratorio, "Dice Pudritz.