I mattoni della vita potrebbero non essere stati creati dai lampi di un temporale, suggerisce un nuovo studio, quanto piuttosto dal bagliore incessante delle nebbie oceaniche. I ricercatori della Stanford University hanno dimostrato un fenomeno che chiamano “microlampi” in grado di generare composti organici necessari per la vita, offrendo una visione molto più delicata del modello di biogenesi di Miller-Urey, a lungo dibattuto. I loro esperimenti mostrano che uno spruzzo di goccioline d’acqua cariche può scambiare elettroni in piccole scintille di luce e ionizzare sufficientemente il gas nell’aria circostante per favorire il legame tra carbonio e azoto in composti più grandi. Gli spruzzi generati dalle onde o dall’acqua che cade potrebbero fornire una scintilla utile per le reazioni chimiche.
Sebbene i risultati non spieghino come un mix di molecole di base si sia fuso nelle prime cellule replicanti, pongono un’altra possibile via per la sintesi di composti che formano la base delle proteine e del DNA. “Le micro-scariche elettriche tra microgocce d’acqua caricate oppostamente producono tutte le molecole organiche osservate in precedenza nell’esperimento di Miller-Urey,” afferma l’autore senior e chimico Richard Zare. “Proponiamo che questo sia un nuovo meccanismo per la sintesi prebiotica di molecole che costituiscono i mattoni della vita.”
Nel 1952, il chimico americano Stanley Miller condusse una serie di esperimenti ormai famosi sotto la supervisione del premio Nobel Harold Urey. Ciclando un mix di acqua riscaldata e gas semplici come metano e ammoniaca attraverso apparecchiature di laboratorio, Miller dimostrò che era possibile creare una varietà di amminoacidi applicando una scintilla di elettricità. Sebbene la rilevanza dei risultati dell’esperimento per le condizioni antiche della Terra sia stata ampiamente dibattuta, lo studio di Miller-Urey fu una pietra miliare nella ricerca di descrivere come elementi semplici che includono carbonio, idrogeno e azoto possano combinarsi in modi complessi senza la guida di forme di vita esistenti.
I fulmini potrebbero fornire l’energia necessaria per queste reazioni chimiche, ma gli oceani del nostro pianeta sono vasti e profondi. Per trasformarli in una zuppa di acidi organici ribollenti di potenziale, il cielo avrebbe bisogno di crepitare di attività elettrica per eoni. Ispirati da esperimenti recenti che hanno scoperto che la tensione tra microgocce d’acqua potrebbe fissare l’azoto in ossidi di azoto, Zare e i suoi colleghi hanno condotto i propri esperimenti per scoprire il vero potere all’interno di una nuvola di vapore.
Le loro immagini ad alta velocità di goccioline d’acqua levitate dal suono hanno rivelato l’emissione di fotoni ogni volta che gli elettroni saltavano tra masse di dimensioni e cariche diverse. I ricercatori hanno definito questo effetto microlampi. Le microgocce levitate hanno permesso ai ricercatori di osservare l’emissione di fotoni mentre goccioline di dimensioni diverse scambiavano elettroni. Per quanto piccole fossero queste scintille, suggerivano una quantità impressionante di energia concentrata in uno spazio minuscolo.
Spruzzando una nebbia in una miscela di gas di azoto, metano, ammoniaca e anidride carbonica, i ricercatori hanno osservato la formazione di molecole più grandi che includono gli acidi nucleici uracile, l’amminoacido glicina e il cianuro di idrogeno – un precursore di una zuppa di altri mattoni organici. Spruzzare una nebbia di microgocce in una camera di gas ha facilitato una serie di reazioni chimiche.
Questo non esclude una miriade di altre possibili vie per la formazione dei precursori chimici della vita, che si tratti di fulmini, dell’impatto di meteoriti o del trasporto su comete. Se non altro, potrebbe indicare un’inevitabilità della biochimica in tutto l’Universo. Ovunque l’acqua venga trasformata in nebbia nei gas giusti, potremmo aspettarci che la vita abbia una possibilità di assemblarsi. “Sulla Terra primordiale, c’erano spruzzi d’acqua ovunque – nelle fessure o contro le rocce, e possono accumularsi e creare questa reazione chimica,” dice Zare. “Penso che questo superi molti dei problemi che le persone hanno con l’ipotesi di Miller-Urey.” Questa ricerca è stata pubblicata su Science Advances.