Alcune delle domande più urgenti della scienza riguardano le origini della vita sulla Terra. Come sono emerse le prime forme di vita dalle condizioni apparentemente ostili che hanno afflitto il nostro pianeta per gran parte della sua storia? Cosa ha permesso il passaggio da organismi semplici unicellulari ad organismi più complessi costituiti da molte cellule che lavorano insieme per metabolizzare, respirare e riprodursi? In un ambiente così sconosciuto, come si fa a separare in primo luogo la "vita" dalla non vita?
Ora, gli scienziati dell'Università delle Hawaii a Manoa credono di poter avere una risposta ad almeno una di queste domande. Secondo il team, un blocco vitale cellulare chiamato glicerolo potrebbe aver avuto origine da reazioni chimiche in profondità nello spazio interstellare.
Il glicerolo è una molecola organica presente nelle membrane cellulari di tutti gli esseri viventi. Nelle cellule animali questa membrana assume la forma di un doppio strato di fosfolipidi, una membrana a doppio strato che collega gli acidi grassi repellenti all'acqua tra fogli esterni e interni di molecole solubili in acqua. Questo tipo di membrana consente all'ambiente acquoso interno della cellula di rimanere separato e protetto dal suo mondo esterno, similmente acquoso. Il glicerolo è un componente vitale di ciascun fosfolipide perché forma la spina dorsale tra le due parti caratteristiche della molecola: una testa polare, solubile in acqua e una coda non polare e grassa.
Molti scienziati ritengono che membrane cellulari come queste fossero un prerequisito necessario per l'evoluzione della vita multicellulare sulla Terra; tuttavia, la loro struttura complessa richiede un ambiente molto specifico, vale a dire uno a basso contenuto di sali di calcio e magnesio con un pH abbastanza neutro e una temperatura stabile. Queste condizioni accuratamente bilanciate sarebbero state difficili da trovare sulla Terra preistorica.
I corpi ghiacciati nati nello spazio interstellare offrono uno scenario alternativo. Gli scienziati hanno già scoperto molecole organiche come aminoacidi e precursori lipidici nel meteorite di Murchison che è atterrato in Australia nel 1969. Sebbene l'idea rimanga controversa, è possibile che il glicerolo avrebbe potuto essere portato sulla Terra in modo simile.
Le meteore si formano in genere da piccole briciole di materiale in nuvole molecolari fredde, regioni di idrogeno gassoso e polvere interstellare che servono da luogo di nascita di stelle e sistemi planetari. Mentre si muovono attraverso la nuvola, questi granuli accumulano strati di acqua ghiacciata, metanolo, anidride carbonica e monossido di carbonio. Nel tempo, le radiazioni ultraviolette ad alta energia e i raggi cosmici bombardano i frammenti di ghiaccio e provocano reazioni chimiche che arricchiscono i loro nuclei congelati con composti organici. Successivamente, quando le stelle si formano e il materiale ambientale cade in orbita attorno a loro, i ghiacci e le molecole organiche che contengono vengono incorporati in corpi rocciosi più grandi come le meteore. Le meteore possono quindi schiantarsi contro pianeti come il nostro, potenzialmente seminandoli con blocchi di vita.
Per verificare se il glicerolo potesse essere creato o meno dalle radiazioni ad alta energia che di solito bombardano i granelli di ghiaccio interstellare, il team dell'Università delle Hawaii ha progettato i propri meteoriti: piccoli frammenti di metanolo ghiacciato raffreddati a 5 gradi Kelvin. Dopo aver fatto esplodere i loro ghiacci modello con elettroni energetici intesi a imitare gli effetti dei raggi cosmici, gli scienziati hanno scoperto che alcune molecole di metanolo all'interno dei ghiacci si trasformavano, infatti, in glicerolo.
Mentre questo esperimento sembra essere un successo, gli scienziati si rendono conto che i loro modelli di laboratorio non replicano esattamente le condizioni nello spazio interstellare. Ad esempio, il metanolo tradizionalmente costituisce solo circa il 30% del ghiaccio nelle rocce spaziali. I lavori futuri esamineranno gli effetti delle radiazioni ad alta energia su modelli di ghiaccio costituiti principalmente da acqua. Anche gli elettroni ad alta energia sparati in un laboratorio non sono un perfetto sostituto dei veri raggi cosmici e non rappresentano effetti sul ghiaccio che possono derivare dalle radiazioni ultraviolette nello spazio interstellare.
Sono necessarie ulteriori ricerche prima che gli scienziati possano trarre conclusioni globali; tuttavia, questo studio e i suoi predecessori forniscono prove convincenti che la vita come la conosciamo davvero potrebbe essere venuta dall'alto.
