Per la prima volta sono stati scoperti in alcune delle più antiche rocce di origine sedimentaria, individuati sulla Terra e risalenti a 3,8 miliardi di anni fa, minerali contenenti boro che consentono di spiegare il processo, alla base dell’origine della Terra, di formazione delle proteine primordiali. Questa è la conclusione di uno studio condotto dagli scienziati dell’Università di Tohoku, in Giappone e pubblicata sulla rivista “Communications Chemistry“.
I risultati di questa ricerca suggeriscono, infatti, che le aree costiere di antichi piccoli continenti e isole ricche di acido borico assemblassero spontaneamente gli amminoacidi, formando polipeptidi e proto-proteine. Gli esperti hanno, inoltre, rinvenuto un potenziale ambiente per la reazione che ha prodotto i polimeri organici catalitici. La vita sulla Terra si deve al suo raffreddamento, successivo al Big Bang. che ha favorito la formazione di una crosta solida in cui presero forma i primi continenti.
L’origine della Terra
Un continuo bombardamento di meteoriti e comete di ghiaccio rifornì la Terra di un’enorme quantità di acqua che creò gli oceani, mentre l’attività vulcanica e il vapore acqueo crearono una primitiva atmosfera, inizialmente priva di ossigeno. I continenti, attraverso la tettonica delle placche, si unirono in supercontinenti, che in seguito si separarono di nuovo in un processo che si è ripetuto molte volte durante i quattro miliardi e mezzo di anni.
All’inizio la vita cominciò sotto forma di organismi monocellulari, ma in seguito si sviluppò la pluricellularità, e quindi un processo evolutivo superiore quale la fotosintesi, che fornì di ossigeno l’atmosfera e portò alla creazione di uno strato di ozono. Le forme di vita si differenziarono in molte specie e divennero sempre più avanzate, colonizzando la terraferma e occupando gradualmente tutti gli habitat della Terra.
La creazione della vita
Glaciazioni, eruzioni vulcaniche, e impatti meteoritici causarono molte estinzioni di massa, ma le specie rimanenti si svilupparono in nuove forme e ricrearono sempre una nuova biosfera. Le reazioni chimiche portarono alla formazione di molecole organiche che interagirono per formare strutture ancora più elaborate e complesse, e infine diedero luogo a molecole che erano in grado di riprodurre copie di sé stesse.
Questa abilità diede una spinta notevole all’evoluzione e portò alla creazione della vita. Gli scienziati hanno recentemente trovato un potenziale ambiente per la reazione che ha prodotto i polimeri organici catalitici. Per farlo, hanno essiccato soluzioni di amminoacidi contenenti acido borico. Da qui, hanno scoperto che l’acido borico catalizza la sintesi polipeptidica in condizioni neutre e acide. I peptidi più lunghi formati durante gli esperimenti sono stati 39 polipeptidi di glicina lunghi un monomero in condizioni neutre.
Le conclusioni dello studio
Studi precedenti hanno suggerito che gli ambienti evaporativi altamente alcalini fossero il luogo di sintesi delle proteine antiche, con la formazione di peptidi di glicina lunghi fino a 20 monomeri. Si pensava che le condizioni neutre fossero il caso peggiore per quanto riguarda la sintesi dei peptidi.
“La formazione di polipeptidi in ambienti neutri ha un significato importante nell’evoluzione chimica dell’origine della vita“, ha spiegato l’autore principale Yoshihiro Furukawa, professore associato presso la Tohoku University. Mentre gli acidi ribonucleici (Rna) sono piuttosto stabili in condizioni neutre, sono estremamente instabili in condizioni alcaline. E’ noto che il boro aiuta molte fasi della sintesi abiotica dei ribonucleotidi. “Gli ambienti neutri evaporativi ricchi di boro sono il luogo ideale per la formazione e le interazioni tra i due polimeri essenziali sulla Terra prebiotica“, ha sottolineato Furukawa. Il gruppo di ricerca sta ora studiando quali amminoacidi vengono incorporati nei proto-peptidi in questo ambiente.
