Si dice che le fessure della roccia abbiano alimentato la proto-vita

All'origine della vita c'è un grande mistero chimico. I precursori delle complesse biomolecole di oggi si sono formati un tempo da semplici molecolein reazioni chimiche. Ma come si sono formati i mattoni da cui si sono sviluppati i progenitori delle proteine e degli acidi nucleici, partendo da una grande varietà di sostanze chimiche? Un team guidato da Christof B. Mast della LMU di Monaco ha proposto un meccanismo che ha accumulato ripetutamente sostanze simili in condizioni simili nel corso di milioni di anni. Come riporta il team nella rivista scientifica Nature, le differenze di temperatura nelle crepe e nelle fessure delle rocce possono smistare i mattoni della vita. Tali sistemi di fessure sono anche oggetto di discussione come origine della vita.

I precursori di RNA, DNA e proteine devono essersi formati ripetutamente da molecole simili, più o meno nello stesso modo, nel corso di milioni di anni, per dare origine ai primi protoorganismi. E molto tempo dopo, i mattoni necessari devono aver continuato ad accumularsi in modo che la chimica all'origine della vita non si sia interrotta. Questa fornitura stabile di specifici elementi costitutivi nel corso di milioni di anni è difficile da spiegare: gli esperti hanno proposto decine di possibili meccanismi, tutti con i loro vantaggi e svantaggi.

Il team di Mast è riuscito a trovare una soluzione a questo problema.

Il team di Mast ha ora dimostrato che anche piccole differenze di temperatura sono sufficienti per far sì che i mattoni della vita si differenzino nei sistemi interstiziali. In un esperimento, hanno dimostrato che due sostanze chimicamente simili si accumulano in aree diverse di un tubo sottile se un lato del tubo è più caldo di 15 gradi Celsius rispetto all'altro. Da un lato, il liquido sale sul lato caldo e affonda su quello freddo; dall'altro, le molecole vengono allontanate dalla parete calda in misura diversa. Il secondo processo è noto come termoforesi. Insieme, questi due processi fanno sì che le molecole rimangano nel flusso ascendente per tempi diversi e si arricchiscano in misura diversa alle estremità del tubo.

Per dimostrare che una rete di questi vuoti pieni d'acqua può smistare i mattoni della vita, il team ha costruito un sistema di tre cavità che era 16 gradi più caldo da un lato rispetto all'altro. Gli esperimenti con i mattoni di proteine, RNA e DNA hanno dimostrato che le sostanze si dispongono in modo diverso nello spazio. Inoltre, hanno dimostrato che l'effetto arricchisce la molecola reattiva trimetafosfato a sufficienza per guidare una reazione tra gli amminoacidi. Il vantaggio dell'ipotesi del team di Mast è che le fessure rocciose piene d'acqua erano presenti ovunque sulla Terra giovane e quindi l'accumulo di sostanze poteva avvenire in modo simile nel corso di milioni di anni, ovunque ci fosse una fonte di calore nelle vicinanze. Questo spiega perché esistevano aree con condizioni stabili e un apporto costante di sostanze per un tempo molto lungo. Lì si sono potuti sviluppare sistemi chimici complessi e successivamente animati.

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