Materia pre-biotica nelle meteoriti (II parte)


Continuazione…

di Giuseppe Galletta, Dipartimento di Astronomia-Università degli Studi di Padova

Naturalmente le meteoriti arrivano sulla Terra dopo un viaggio nello spazio che può durare anche migliaia di anni. Esse possono provenire da corpi rocciosi come gli asteroidi, o da rimbalzi di frammenti lanciati via nello spazio dalla superficie di pianeti come Marte o la Luna. Le meteoriti contenenti ferro o minerali vulcanici in genere provengono dallo sbriciolamento di oggetti più grandi e hanno subito già una trasformazione dovuta al calore. L’impatto o la nascita in un vulcano hanno riscaldato così tanto il materiale da distruggere tutte le sostanze organiche e lasciando solo i minerali non volatili, che resistono ad alte temperature. Però esiste una categoria di meteoriti, le condriti carbonacee, che possiedono una percentuale fino al 20% circa di acqua e composti organici. La presenza di queste sostanze, che non resisterebbero a temperature superiori a 200 °C, indica che queste meteoriti sono ancora simili al materiale che si è condensato all’origine del Sistema Solare dalla grande nube che ha formato il Sole e i pianeti.

Missione Deep impact sulla cometa Tempel 1, 4 luglio 2005. Cortesia NASA. Maggiori informazoni su:  http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html .

Alcune condriti carbonacee come le meteoriti trovate a Murchison, Murray e Nagoya hanno mostrato già alla fine degli anni sessanta di avere al loro interno degli amminoacidi in quantità corrispondente a 15 ppm  (15 microgrammi per ogni grammo di materiale meteoritico). Il Murchison si è rivelato come una vera miniera di sostanze simili a quelle biologiche. Nel suo interno, gli autori che l’hanno studiato per anni hanno trovato 74 amminoacidi con un’abbondanza che arrivava anche a 60 ppm. Otto di questi sono uguali a  quelli che costituiscono le proteine biologiche (alanina, glicina, valina, leucina, isoleucina, prolina, acido aspartico e acido glutammico), 11 sono meno comuni e i rimanenti 55 non esistono negli esseri viventi sulla Terra. La struttura molecolare degli amminoacidi meteoritici è diversa da quelli biologici, sia per la tendenza a formare strutture ramificate piuttosto che lineari, sia per la presenza di molecole con simmetrie diverse e gruppi di atomi azotati legati in punti diversi dell’amminoacido (detti a,b,g). Nella biologia terrestre gli amminoacidi hanno sempre un’unica simmetria, denominata L, mentre quelli meteoritici hanno sia L che D. Inoltre, in alcuni di essi gli atomi di idrogeno, carbonio o azoto sono sostituiti dai loro isotopi più pesanti: il deuterio al posto dell’idrogeno, il 13C al posto del 12C e l’15N invece del 14N. Questi isotopi, nuclei con le stesse proprietà chimiche ma un neutrone in più, sono normalmente presenti nello spazio ma nella biologia terrestre al loro posto vengono selezionati gli atomi più leggeri, che nelle reazioni richiedono un minor dispendio di energia.

I mattoni della vita. Cortesia: Giuseppe Galletta.

Esistono però delle critiche a queste conclusioni sulla presenza nello spazio di amminoacidi e basi azotate, come sempre avviene quando la scienza tratta problemi che riguardano la vita. In genere una meteorite viene scoperta molto tempo dopo essere caduta sulle Terra, e manipolata da esseri umani dopo essere stata esposta alle intemperie. I batteri presenti nell’aria e nel suolo, e più in generale l’enorme varietà di sostanze depositate sul terreno dalle forme di vita terrestri, potrebbero aver contaminato i minerali depositandosi anche all’interno attraverso piccole fessure. Se così fosse, allora le sostanze trovate potrebbero derivare dalla biologia o dalla chimica terrestre. Riuscire ad escludere la contaminazione è già un’impresa difficile in un laboratorio biologico; figuriamoci per un oggetto raccolto dal terreno.

Tuttavia le differenze trovate nella struttura e nella simmetria delle molecole meteoritiche farebbero pensare ad un’origine extraterrestre. Come si è detto, la biologia terrestre tende a privilegiare alcune simmetrie e alcuni isotopi, mentre nello spazio questa selezione così speciale operata dagli esseri viventi non è attiva. E inoltre la conoscenza che abbiamo oggi sulla possibilità di generare basi azotate da una sostanza come la formammide, ampiamente presente nello spazio, rende più plausibile anche la scoperta di amminoacidi nelle condriti carbonacee. Un ulteriore supporto alla loro presenza nello spazio è stata fornita nel 2004, quando la sonda Stardust della NASA ha riportato a Terra dei campioni di polvere evaporata dalla cometa Wild 2. Analizzandone la composizione i ricercatori hanno trovato anche lì alcuni amminoacidi di origine extraterrestre.

Come avrebbero fatto però questi amminoacidi ad arrivare sulla terra primordiale, nata da una miscela di materiali ad alta temperatura, e contribuire eventualmente all’origine della vita? Si è sempre obiettato che le meteoriti entrano nell’atmosfera terrestre a una tale velocità da distruggere qualsiasi sostanza complessa e utile per la biologia. Però una risposta è stata data dall’osservazione di un asteroide di pochi metri, 2008TC3, che il 7 ottobre 2008 si è sbriciolato arrivando sulla Terra facendo cadere i suoi frammenti nel deserto della Nubia (Sudan). Raccolti e analizzati in laboratorio,  essi contenevano 19 amminoacidi diversi, in quantità da 0.5 a 149 parti per miliardo, ma anche minerali formatisi ad altre temperature e pressioni durante una violenta collisione. Può accadere che piccoli frammenti di roccia, detti polvere cosmica, cadano sulla Terra a velocità così bassa da non bruciare nell’atmosfera. Alternativamente, una parte interna della meteorite o di una grande cometa potrebbe essere stata protetta dall’impatto e aver rilasciato successivamente le sostanze contenute in essa.

La scoperta di amminoacidi e basi azotate nelle meteoriti rafforza la possibilità che i pezzi necessari a generare le forme di vita terrestri si siano formati nello spazio e siano stati poi depositati negli oceani primordiali dalle decine di tonnellate di materia extraterrestre che cadono ogni giorno sulla Terra, con masse che possono andare da quella dei grani di polvere fino a enormi blocchi di roccia. Domani una meteorite ci farà scoprire senza dubbi che la materia che forma la vita proviene dallo spazio?

Le molecole intestellari. Cortesia: Giuseppe Galletta.

Giuseppe Galletta

Professore di Astrobiologia, Università di Padova

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