Le molecole della vita trovate in un frammento di asteroide
Le analisi più recenti sui campioni prelevati dall'asteroide Ryugu rivelano qualcosa di straordinario: in quella scura roccia spaziale che orbita vicino alla Terra sono presenti tutte le molecole chiave necessarie per costruire DNA e RNA. Per gli scienziati, questo costituisce una prova concreta che i semi della vita potrebbero essere arrivati sul nostro pianeta dallo spazio.
Si tratta di una scoperta che cambia radicalmente la nostra prospettiva sull'origine della vita. Gli astrobiologi giapponesi sono riusciti a identificare nel materiale dell'asteroide un set completo di mattoni chimici del codice genetico — un risultato mai raggiunto prima d'ora. Se le stesse molecole si trovano su corpi celesti diversi nel sistema solare, gli ingredienti per la vita potrebbero non essere un'esclusiva della Terra.
Il gruppo di ricerca della Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology ha pubblicato i risultati sulla prestigiosa rivista Nature Astronomy. Gli esperti sottolineano che scoperte analoghe sono state registrate anche su campioni provenienti da un altro asteroide, Bennu. Quando due casi indipendenti puntano nella stessa direzione, l'ipotesi di un'origine cosmica delle sostanze vitali diventa molto più credibile.
L'asteroide che ricorda gli albori del sistema solare
Ryugu è un piccolo asteroide di circa 900 metri di diametro, con una caratteristica forma a diamante. Da lontano assomiglia a un ciottolo dalle forme arrotondate. La sua superficie è molto scura e ricca di composti del carbonio, caratteristiche che hanno subito attirato l'attenzione degli scienziati che studiano l'origine della vita.
Nel 2014 l'agenzia spaziale giapponese ha inviato verso l'asteroide la sonda Hayabusa2. Il veicolo ha percorso circa 300 milioni di chilometri, è atterrato su Ryugu in due punti distinti, ha raccolto del materiale e lo ha riportato in modo sicuro sulla Terra nel 2020. Nei laboratori sono arrivati due set di campioni, ciascuno del peso di 5,4 grammi. Non è molto, ma per chimici e astrobiologi rappresenta un vero tesoro.
Ryugu è considerata una delle più antiche capsule del tempo conosciute nel sistema solare. Il suo materiale è rimasto praticamente invariato per miliardi di anni. Questo permette agli scienziati di fare letteralmente un salto indietro nella storia chimica del cosmo, in un'epoca in cui la Terra si stava ancora formando e non era ancora un luogo adatto alla vita così come la conosciamo.
Le cinque lettere della vita trovate tutte nello stesso posto
Gli organismi viventi codificano le informazioni nel DNA e nell'RNA. Si possono immaginare come un manuale di istruzioni per il corpo, scritto in uno speciale alfabeto chimico. Questo alfabeto è composto da cinque cosiddette basi azotate, spesso chiamate le lettere della vita:
- Adenina (A) – presente sia nel DNA che nell'RNA
- Guanina (G) – comune a entrambi i tipi di materiale genetico
- Citosina (C) – si trova sia nel DNA che nell'RNA
- Timina (T) – caratteristica del DNA
- Uracile (U) – tipico dell'RNA
In passato, nei meteoriti e in altri campioni extraterrestri, gli scienziati avevano trovato singoli composti di questo gruppo oppure alcune combinazioni. Mancava sempre qualcosa, il che rendeva difficile affermare con piena convinzione che lo spazio cosmico avesse fornito un set completo per costruire i geni.
Tutto è cambiato con l'analisi del materiale di Ryugu. Il team della Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology ha identificato nei campioni tutte e cinque le basi. Non si tratta di tracce marginali nei dati, ma di quantità chiare e misurabili, confermate da metodi chimici indipendenti. In un pugno di ghiaia cosmica era custodito il set completo delle lettere chimiche necessarie per scrivere la vita.
Per i ricercatori è un segnale inequivocabile: i componenti della vita non sono affatto eccezionali né limitati al nostro pianeta. Sembrano piuttosto essere un prodotto naturale dei processi che avvengono nelle nubi primordiali di gas e polvere da cui si è formato il sistema solare.
La timina cambia la storia delle origini del DNA e dell'RNA
La presenza della timina è quella che suscita maggiore entusiasmo. Studi precedenti su Ryugu avevano rilevato soprattutto uracile, il che si adattava bene all'ipotesi popolare secondo cui all'inizio ci fosse l'RNA — un sistema di conservazione delle informazioni più semplice e più antico. Il DNA sarebbe comparso più tardi, sulla giovane Terra.
La nuova analisi complica questo scenario. Se in campioni di un asteroide così antico compaiono contemporaneamente uracile e timina, significa che le condizioni favorevoli alla formazione di molecole più complesse tipiche del DNA erano presenti negli angoli bui della materia cosmica molto prima che la Terra diventasse un luogo abitabile.
La presenza della timina suggerisce che la ricetta del DNA potrebbe non aver avuto origine sulla Terra. Potrebbe essere arrivata in un pacchetto insieme ad asteroidi e comete. È interessante notare che risultati simili sono stati ottenuti di recente dai ricercatori che hanno analizzato il materiale proveniente da un altro asteroide, Bennu, dove è emersa anch'essa la cinquina completa di basi. Due casi indipendenti su due corpi cosmici distinti rendono l'argomento molto più convincente.
Gli scienziati del team giapponese osservano che la scoperta della timina apre nuove domande sulla sequenza temporale dello sviluppo dei sistemi genetici. Se i mattoni del DNA erano già disponibili nelle fasi iniziali del sistema solare, dobbiamo rivedere l'idea di un'evoluzione graduale dall'RNA al DNA.
Lo scenario della consegna cosmica: come potrebbe essere iniziata la vita
Il team giapponese va oltre e propone un quadro complessivo di ciò che potrebbe essere accaduto miliardi di anni fa. Secondo i ricercatori, nelle regioni esterne del sistema solare si sono formati numerosi asteroidi e comete ricchi di composti del carbonio, acqua e un'ampia gamma di molecole organiche complesse, comprese le basi del DNA e dell'RNA.
Col tempo, la gravità dei pianeti e le lievi variazioni delle orbite hanno cominciato a spingere alcuni di questi corpi verso le regioni interne del sistema. Alcuni sono passati vicino alla giovane Terra senza toccarla, altri ne hanno colpito la superficie. Ogni impatto avrebbe potuto disperdere sulla superficie del pianeta una sorta di kit chimico di partenza.
Se questa pioggia di asteroidi è durata centinaia di milioni di anni, la Terra potrebbe essere stata letteralmente inondata di materiale dal quale, prima o poi, sono emerse le prime molecole autoreplicanti. Non è certo quanto tempo ci abbia messo né in quale ambiente preciso — se nell'oceano o forse nelle sorgenti idrotermali — ma i nuovi dati di Ryugu fanno sì che un'origine cosmica di alcuni componenti non sia più un'idea stravagante.
Gli scienziati sottolineano anche che processi simili potrebbero essersi verificati in altri sistemi planetari. Se le molecole organiche sono un prodotto comune della formazione dei pianeti, allora anche altri mondi potrebbero aver avuto la possibilità di sviluppare la vita. Questo presupposto amplia considerevolmente le prospettive nella ricerca di vita extraterrestre.
Cosa nascondono ancora i campioni e come prosegue la ricerca
Questi risultati sono approdati sulle pagine di Nature Astronomy, ma il lavoro sui campioni è tutt'altro che terminato. I laboratori continuano ad esaminare le particelle di Ryugu con microscopi ad altissima risoluzione, cercando ulteriori classi di composti organici: amminoacidi, zuccheri, componenti dei lipidi.
I ricercatori vogliono anche capire con precisione in che modo le basi del DNA e dell'RNA si siano formate sull'asteroide. Si sono originate nella fredda nebulosa da cui si è formato il sistema solare, o forse direttamente su Ryugu a seguito di reazioni tra ghiaccio, minerali e radiazione cosmica? La risposta potrebbe indicare in quali tipi di oggetti cercare altre biblioteche chimiche.
I ricercatori prevedono di utilizzare tecniche avanzate, come la spettrometria di massa ad alta risoluzione e la diffrazione a raggi X, per identificare ulteriori strutture organiche. Ogni nuova molecola aiuta a costruire un quadro più completo dell'inventario chimico delle fasi iniziali del sistema solare.
Perché questa storia è importante anche per chi non è uno scienziato
A prima vista sembra un argomento lontano e astratto. In realtà, ci aiuta a capire quanto sia straordinario il fenomeno della vita e quanto facilmente avrebbe potuto non esistere. Se nel giovane sistema solare si fossero formati meno asteroidi ricchi di carbonio, o se le loro traiettorie fossero state diverse, la Terra avrebbe potuto restare solo un'arida sfera rocciosa con oceani, ma senza poesie, musica o tecnologia.
Per alcuni ricercatori è anche un argomento a favore del fatto che la ricerca di vita al di fuori della Terra dovrebbe concentrarsi non solo sui pianeti simili al nostro, ma anche sul loro contorno: fasce di asteroidi, nubi cometarie, piccoli corpi in orbita nelle vicinanze. Se lì circolano set completi di molecole genetiche, molti pianeti potrebbero aver avuto la loro possibilità di accendere la scintilla della vita.
Vale la pena ricordare che i metodi di analisi di campioni così antichi e delicati sviluppano tecnologie che in seguito trovano applicazione in campi molto più quotidiani — dalla medicina all'ingegneria dei materiali, fino all'analisi dell'inquinamento ambientale. I campioni di Ryugu non sono quindi solo una storia su da dove veniamo, ma anche un impulso alla creazione di nuovi strumenti che tra qualche anno potrebbero approdare negli ospedali e nei laboratori di tutto il mondo. Non è affascinante come una manciata di sassolini dallo spazio possa cambiare il modo in cui guardiamo alla nostra stessa esistenza?
