La termodinamica della vita

Crediti: NASA/JPL/Cornell
Crediti: NASA/JPL/Cornell

I mattoni elementari che costituiscono la vita sulla Terra potrebbero essere gli stessi anche su altri pianeti. A questa conclusione è sono giunti Ralph Pudritz e Paul Higgs della McMaster University di Hamilton, negli Stati Uniti, dopo aver analizzato come si formano gli aminoacidi in diverse condizioni: nei meteoriti, nelle fonti idrotermali abissali e nelle simulazioni al computer della Terra primitiva.

Il pattern di sviluppo osservato dai due fisici infatti seguirebbe le leggi fondamentali della termodinamica che sono le stesse in tutto l’Universo conosciuto. “Questo comporterebbe ovunque una struttura universale dei primi codici genetici,” spiega Pudritz.

Qui sulla Terra gli elementi base che costituiscono le proteine – che a loro volta sono i mattoni con cui si formano gli acidi nucleici che formano il DNA – sono gli aminoacidi. Ne esistono di 20 tipi. Dieci di questi sono anche stati sintetizzati in un famoso esperimento – quello di Miller-Urey – nel 1953 in cui sono state ricreate le condizioni che si crede abbiano caratterizzato l’atmosfera primordiale del nostro pianeta e le pozze d’acqua riscaldate dai vulcani.

Gli stessi dieci aminoacidi sono stati trovati anche in alcuni meteoriti: questa scoperta ha dato il via a un dibattito scientifico sul loro ruolo nella nascita della vita, sulla Terra e forse anche altrove. La ricerca di Pudritz, pubblicata lunedì 6 aprile su ArXiv, non pone fine a questo dibatto ma suggerisce che gli aminoacidi di base potrebbero essere molto più comuni del previsto nell’Universo.

Secondo l’astrofisico per la formazione di queste molecole basterebbe poco più di un meteorite di dimensioni e temperature sufficienti. Se queste prime molecole si formano in accordo con le leggi della termodinamica, dice Pudritz, allora gli aminoacidi più semplici richiederebbero bassi livelli energetici mentre quelli più complessi avrebbero bisogno di più energia.

Tabulando e correlando i tipi e la frequenza delle molecole trovata negli esperimenti di Miller-Urey in un grafico temperatura/pressione si osserva infatti che i dati seguono una possibile curva termodinamica. “L’aminoacido più frequente è quello che richiede meno energia. Via via che si sale nelle energie, gli aminoacidi diminuiscono,” racconta Pudritz.

È anche possibile che questi aminoacidi si siano formati nei meteoriti. Non si sa infatti molto sulle condizioni al loro interno, ma secondo alcuni scienziati potrebbe anche darsi che siano umidi e con temperature relativamente elevate. Per ora si tratta solo di speculazioni, ma questo spiegherebbe come mai queste molecole sono state trovate anche in questi “sassi” spaziali.

Pudritz ora intende testare con delle simulazioni al computer se le interazioni fra queste aminoacidi producono molecole in grado di riprodursi. “C’è una possibile universalità per qualsiasi codice che usi gli aminoacidi.”

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

4 Commenti

  1. Solo una piccola correzione: l’esperimento “di Miller-Urey – nel 1853” è del 1953.

    Buon proseguimento di lettura.

  2. Inoltre c’è da considerare che la chiralità sinistrorsa degli aa terrestri è la stessa di quella delle meteoriti.
    Se la risposta chimica tra destrorsi e sinistrorsi è la stessa quale sarà il vantaggio evolutivo? (lungi dal pensare ad un determinismo i tal senso … però la conservazione di questa scelta lascia pensare…)

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