I meteoriti possono chiarire uno dei misteri della vita sulla Terra

L’origine della vita sulla Terra è ancora un mistero. Ma i meteoriti possono aiutarci a chiarire uno dei tanti “perché” che ruotano attorno ai suoi elementi costitutivi, gli amminoacidi, i mattoni delle proteine. Gli amminoacidi degli esseri viventi hanno tutti una stessa caratteristica: appaiono esclusivamente nella forma L, una delle due possibili forme enantiomeriche, vale a dire queste molecole sono immagini speculari l’una dell’altra ma non sono sovrapponibili. Un esempio pratico di questa proprietà, chiamata chiralità, sono le nostre mani: la destra e la sinistra sono una l’immagine speculare dell’altra, ma per quanto ci sforziamo di girarle e ruotarle, notiamo che non sono sovrapponibili. In altre parole, proprio perché le mani sono chirali, quando indossiamo i guanti abbiamo bisogno di uno che vada bene per la destra e di uno per la sinistra. Alla stessa maniera, molte molecole godono di questa proprietà, inclusi gli amminoacidi, il che significa che la loro forma L (la versione “sinistrorsa”) non può essere sovrapposta alla versione speculare “destrorsa” (D).

Sulla Terra, gli amminoacidi biologici appaiono esclusivamente nella loro forma L, ma la ragione alla base di questa loro caratteristica non è ancora compresa. Se si prova a sintetizzarli artificialmente, entrambe le forme L e D vengono prodotte in quantità uguali. Ciò suggerisce che, a un certo punto del passato, gli L-amminoacidi siano in qualche modo riusciti a dominare un mondo etero-chirale. Questo fenomeno è noto come “rottura della simmetria chirale”.

I meteoriti e l’origine della vita sulla Terra

In questo contesto, un gruppo di ricerca guidato dall’assistente professore Mitsuo Shoji dell’Università di Tsukuba, in Giappone, ha condotto uno studio volto a chiarire perché gli amminoacidi degli esseri viventi sono di forma L. Come spiegato in un articolo pubblicato su The Journal of Physical Chemistry Letters, il team ha cercato prove a sostegno dell’origine cosmica dell’omochiralità degli amminoacidi biologici, trovando indizi sulla ragione di questa asimmetrica nelle proprietà ottiche degli amminoacidi trovati sul meteorite Murchinson, chiamato così perché caduto vicino alla città di Murchinson, in Australia, nel 1969. Curiosamente, anche nei campioni di questo meteorite, gli enantiomeri L erano più diffusi della loro controparte D, il che ha portato gli studiosi a formulare diverse ipotesi.

Una di queste, ci riporta alla Via Lattea primordiale, dove l’asimmetria chirale potrebbe essere stata indotta dalla cosiddetta riga di emissione CP di Lyman-α (Lyα), una riga spettrale dell’atomo di idrogeno. Per studiare questa possibilità, i ricercatori hanno eseguito calcoli di meccanica quantistica, analizzando le reazioni indotte da Lyα a partire dai precursori dagli amminoacidi, vale a dire gli amminopropanali (AP) e gli amminonitrili (AN).

I risultati hanno mostrato che gli enantiomeri L degli amminonitrili si formano preferenzialmente sotto l’irradiazione di Lyα destrorsa (R-CP),  con i loro rapporti enantiomerici che corrispondono a quelli degli amminoacidi corrispondenti. “Presi insieme, i nostri risultati suggeriscono che gli amminonitrili sono alla base dell'origine dell’omochiralità – ha osservato il dott. Shoji – . Più specificamente, l’irradiazione dei precursori con la radiazione Lyα R-CP porta a un rapporto più elevato di L-enantiomeri. La successiva predominanza di L-amminoacidi è possibile tramite reazioni indotte da molecole d’acqua e calore”.

Lo studio ci avvicina quindi alla comprensione della complessa storia della nostra stessa biochimica, sebbene sia necessario condurre ulteriori studi incentrati su futuri campioni di asteroidi e comete per poter convalidare la scoperta. “Nuove analisi e indagini teoriche sui precursori degli amminoacidi e altre molecole prebiotiche correlate a zuccheri e basi azotate forniranno nuove informazioni sull’evoluzione chimica delle molecole e, a loro volta, sull’origine della vita” ha concluso il dottor Shoji