Origine della vita sulla Terra, una nova teoria

Un nuovo studio ha rivelato che la vita sulla Terra potrebbe essere stata avviata da “microfulmini” creati da cascate che si infrangono e onde oceaniche.

Minuscole scintille di “microfulmini” vengono generate quando le goccioline d’acqua delle onde che si infrangono si scontrano e si rompono.

Gli scienziati dell’Università di Stanford hanno creato le cariche elettriche microscopiche in laboratorio e le hanno mescolate con i gas trovati nell’atmosfera primordiale.

La combinazione ha formato catene di atomi organici (molecole), compresi i mattoni del DNA.

Fino ad ora, gli scienziati hanno pensato che innumerevoli fulmini dalle prime nuvole sulla superficie terrestre abbiano prodotto l’elettricità per un evento creatore di vita circa 3,5 miliardi di anni fa.

L’ipotesi di Miller-Urey del 1952 dei chimici americani Stanley Miller e Harold Urey aveva molti difetti, incluso il fatto che i fulmini si verificano molto raramente, rendendo difficile per gli scienziati credere che ci siano stati abbastanza fulmini per fornire energia vitale all’intero oceano.

Ma la nuova teoria dei “microfulmini” apre la porta a queste reazioni chimiche che avvengono continuamente e ovunque ci sia acqua sulla Terra preistorica.

Il professor Richard Zare, della School of Humanities and Sciences di Stanford, ha dichiarato: “Sulla Terra primordiale, c’erano spruzzi d’acqua dappertutto, nelle fessure o contro le rocce, e possono accumularsi e creare questa reazione chimica”.

Studi precedenti hanno concluso che l’atmosfera primordiale della Terra probabilmente conteneva una serie di diverse sostanze chimiche, tra cui anidride carbonica (CO₂), azoto (N₂), metano, ammoniaca e idrogeno.

Alcune di queste ricerche hanno suggerito che l’atmosfera era per lo più una miscela di CO₂-N₂ con meno metano e ammoniaca.

Oltre 70 anni dopo l’ipotesi di Miller-Urey, il team di Zare ha scoperto che una delle sostanze organiche formate dai microfulmini è l’uracile, una molecola organica con legami carbonio-azoto.

Zare ha notato che i legami carbonio-azoto sono un ingrediente essenziale nei composti che compongono gli esseri viventi oggi, tra cui proteine, enzimi e clorofilla.

L’uracile è una delle quattro basi nucleotidiche dell’RNA, il materiale genetico a singolo filamento che agisce come assistente molecolare per il DNA.

Nel frattempo, il DNA è il vortice a doppio filamento di materiale genetico che contiene le istruzioni per il funzionamento di tutte le cellule del corpo.

Trovare gli elementi costitutivi della vita dopo questo straordinario processo sembra dimostrare che probabilmente non sono stati i fulmini o una meteora a depositare materiale organico sulla Terra oltre tre miliardi di anni fa, ma è rimasta nell’acqua per tutto il tempo.

Allora, da dove viene l’elettricità nell’acqua preistorica? Zare e il suo team hanno scoperto diversi tipi di cariche che si formano quando l’acqua viene rotta da uno spruzzo o da uno spruzzo.

In particolare, le goccioline più grandi portavano spesso una carica positiva, mentre le goccioline molto piccole portavano una carica negativa.

Normalmente, gli atomi d’acqua hanno tutti lo stesso numero di protoni ed elettroni. Tuttavia, le diverse cariche sono il risultato degli spruzzi d’acqua che perdono o guadagnano un numero variabile di elettroni quando diventano piccole goccioline.

In poche parole, quando un’onda si infrange sulla riva o le goccioline sgorgano da una cascata, le particelle d’acqua perdono elettroni (si caricano positivamente) o guadagnano elettroni (si caricano negativamente) mentre si separano in goccioline più piccole.

Il nuovo studio, pubblicato su Science Advances, ha utilizzato telecamere ad alta velocità per rivelare scintille di elettricità quando due goccioline di carica opposta si sono avvicinate, formando microfulmini.

Zare ha aggiunto che anche se le scintille non possono essere viste ad occhio nudo, portano molta energia.

In un esperimento, l’invio di spruzzi d’acqua in una miscela di azoto, metano, anidride carbonica e ammoniaca ha creato tre composti organici.

Questi includono l’acido cianidrico, un amminoacido chiamato glicina e l’uracile.

“Di solito pensiamo all’acqua come a qualcosa di così benigno, ma quando è divisa sotto forma di piccole goccioline, l’acqua è altamente reattiva”, ha detto Zare, aggiungendo che le onde che si infrangono o le cascate sembrano essere le vere origini della vita.