C’è dello zucchero nella Via Lattea: la scoperta che riscrive l’origine della vita

Per la prima volta gli astronomi hanno identificato una molecola di zucchero direttamente nell’ambiente interstellare, prima ancora che si formino stelle e pianeti. Si tratta dell’eritrulosio, un monosaccaride a quattro atomi di carbonio (C4H8O4) che sulla Terra si trova, tra l’altro, nei lamponi e in alcuni prodotti autoabbronzanti. 

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy e guidato da Izaskun Jiménez-Serra del Centro de Astrobiología di Madrid, ha individuato la molecola nella nube G+0.693−0.027, una delle regioni chimicamente più ricche conosciute nei pressi del centro della Via Lattea, situata a circa 27mila anni luce dalla Terra.

Come è stata scoperta la molecola 

Il team ha puntato verso quella nube due radiotelescopi spagnoli, il disco da 40 metri di Yebes e quello da 30 metri dell’IRAM, raccogliendo osservazioni spettroscopiche a banda larga ad altissima sensibilità. Ogni molecola, ruotando nello spazio, emette frequenze che ne costituiscono una sorta di impronta digitale; confrontando queste frequenze con lo spettro dell’eritrulosio misurato in laboratorio, i ricercatori hanno individuato dodici righe spettrali perfettamente compatibili. Non era un risultato scontato: un precedente tentativo di rilevare la stessa molecola, nel 2021, era andato a vuoto. Jiménez-Serra ha raccontato che, quando ha visto per la prima volta il segnale, il suo cuore ha iniziato a battere fortissimo, pur ammettendo di essere partita scettica sulla possibilità di trovare zuccheri così complessi in un ambiente tanto estremo.

Perché conta per l’origine della vita

La scoperta è rilevante perché gli zuccheri costituiscono l’ossatura dell’RNA e del DNA, ma la loro origine sulla Terra resta poco chiara: gli esperimenti di laboratorio che tentano di ricreare le condizioni prebiotiche del pianeta primordiale non riescono a produrne in quantità sufficiente. 

Si ipotizza perciò da tempo che gli zuccheri terrestri siano arrivati dallo spazio tramite asteroidi e comete, un’ipotesi già rafforzata negli anni scorsi dal ritrovamento di tracce di ribosio e glucosio in campioni di meteoriti e asteroidi. Trovare l’eritrulosio direttamente nel mezzo interstellare, però, sposta ulteriormente all’indietro l’orologio di questa chimica prebiotica: suggerisce che gli “ingredienti” della vita possano essersi assemblati spontaneamente nelle nubi molecolari da cui poi sarebbero nati i futuri sistemi planetari, ben prima ancora della formazione del Sole e della Terra stessa.

Una scoperta che spiazza gli astrochimici

Il dato forse più sorprendente dal punto di vista chimico riguarda ciò che i ricercatori non hanno trovato: nella stessa nube, l’eritrulosio risulta almeno otto volte più abbondante di zuccheri a tre atomi di carbonio, strutturalmente più semplici, del tutto assenti dalle osservazioni. È un risultato che contraddice l’assunzione classica secondo cui le molecole interstellari crescerebbero aggiungendo un atomo di carbonio alla volta. “Una scoperta inaspettata, poiché l’opinione prevalente in astrochimica è che le molecole interstellari crescano di dimensioni attraverso l’aggiunta sequenziale di atomi di carbonio”, ha spiegato Jiménez-Serra.

L’ipotesi alternativa è che l’eritrulosio si sia formato direttamente dalla combinazione di due molecole più semplici già presenti nella nube – il glicolaldeide e il glicole etilenico, entrambe a due atomi di carbonio – saltando così l’intermedio a tre atomi che i modelli tradizionali si aspetterebbero di trovare. Un processo che, secondo i ricercatori, potrebbe avvenire all’interno dei ghiacci interstellari a partire da molecole semplici come alcoli e aldeidi. Al momento, però, non c’è ancora una prova diretta a supporto di questo meccanismo.

Cosa cambia per la scienza

Questa scoperta incide su almeno tre fronti della ricerca scientifica. Il primo è astrochimico in senso stretto: dimostra che molecole relativamente complesse, con implicazioni dirette per la biologia, possono formarsi già nel gas e nella polvere che riempiono lo spazio tra le stelle, senza bisogno di un pianeta, di acqua liquida o di condizioni “terrestri”. È la prima volta che uno zucchero viene osservato direttamente nel mezzo interstellare, non solo dedotto da tracce trovate in meteoriti caduti sulla Terra.

Il secondo fronte riguarda i modelli teorici della crescita molecolare: l’assenza degli zuccheri intermedi a tre atomi di carbonio, a fronte dell’abbondanza dell’eritrulosio, mette in discussione uno dei presupposti classici dell’astrochimica, quello della crescita “atomo per atomo”. Se confermata da nuove osservazioni, l’ipotesi di una formazione per combinazione diretta di frammenti a due atomi di carbonio potrebbe costringere i ricercatori a rivedere i modelli con cui si prevede quali molecole complesse possano comparire nello spazio, e dove cercarle.

Il terzo fronte è quello, più ampio, dell’origine della vita: la scoperta rafforza l’idea che una parte consistente degli “ingredienti” chimici della vita terrestre non si sia formata sul nostro pianeta, ma sia arrivata dallo spazio. I ricercatori stimano che tra 0,5 e 50 milioni di tonnellate di eritrulosio potrebbero essere state consegnate alla Terra nelle fasi iniziali della sua storia, un contributo potenzialmente decisivo in un momento in cui gli esperimenti di chimica prebiotica in laboratorio faticano a spiegare come queste molecole possano essersi formate spontaneamente sulla superficie terrestre. Inoltre, trattandosi di una molecola chirale, l’eritrulosio apre anche una pista sull’origine dell’omochiralità biologica: la natura chirale della molecola suggerisce che i piccoli eccessi enantiomerici osservati nei meteoriti possano avere avuto origine in ambienti extraterrestri, contribuendo così all’emergere di questa proprietà fondamentale delle molecole della vita.

Le prossime tappe della ricerca

È importante sottolineare che la scoperta non è una prova dell’esistenza di vita extraterrestre, ma rafforza l’ipotesi che parte dei mattoni chimici necessari alla vita possa avere un’origine cosmica, comune a molte altre regioni della galassia. Per questo, il passo successivo del gruppo di Jiménez-Serra sarà cercare zuccheri ancora più grandi e complessi, come il ribosio e il desossiribosio, i mattoni molecolari rispettivamente dell’RNA e del DNA: se anche queste molecole più elaborate dovessero essere rintracciate nel mezzo interstellare, la teoria di una “chimica prebiotica cosmica”, nata ben prima della formazione dei pianeti, uscirebbe considerevolmente rafforzata, con conseguenze dirette anche sulla ricerca di ambienti potenzialmente abitabili altrove nell’universo.