Un team dell’Università del Wisconsin-Madison ha ricostruito con successo un enzima di 3,2 miliardi di anni, fornendo un collegamento biochimico diretto con la vita prima che l’ossigeno dominasse l’atmosfera terrestre. Questa svolta non solo chiarisce le condizioni in cui prosperò la vita precoce, ma stabilisce anche un robusto indicatore chimico per individuare la vita potenziale su altri pianeti.
L’enzima primordiale: la nitrogenasi
La ricerca, guidata dal professor Betül Kaçar, si è concentrata sulla nitrogenasi, un enzima essenziale per convertire l’azoto atmosferico in una forma utilizzabile dagli organismi. Senza la nitratosi, la vita come la conosciamo non esisterebbe. La funzione di questo enzima è così fondamentale che la sua ricostruzione offre una finestra unica sui primi processi biologici della Terra.
Colmare il divario dei fossili con la biologia sintetica
Tradizionalmente, la comprensione della vita antica si è basata su scarsi documenti geologici: fossili e campioni di roccia spesso difficili da ottenere. Il team di Kaçar ha utilizzato la biologia sintetica per superare questa limitazione. Ricreando antichi enzimi e introducendoli nei microbi moderni, possono studiare queste reliquie del passato in un ambiente di laboratorio controllato. Questo approccio colma efficacemente le lacune nella documentazione fossile, offrendo ricostruzioni tangibili della vita di miliardi di anni fa.
La vita prima dell’ossigeno: un quadro più nitido
Tre miliardi di anni fa, l’atmosfera terrestre era drasticamente diversa: ricca di anidride carbonica e metano e dominata da microbi anaerobici. Comprendere come questi organismi hanno avuto accesso a nutrienti cruciali come l’azoto è vitale per comprendere come la vita persisteva prima che il Grande Evento di Ossidazione rimodellava radicalmente il pianeta.
La ricerca del team conferma che gli antichi enzimi della azoto producono le stesse firme isotopiche delle versioni moderne, il che significa che il modo in cui questo enzima interagisce con il suo ambiente è rimasto costante per miliardi di anni. Questa coerenza è fondamentale perché le firme isotopiche nelle rocce vengono spesso utilizzate per dedurre la presenza di vita antica.
Implicazioni per l’astrobiologia
Il professor Kaçar sottolinea che comprendere il passato della Terra è essenziale per la ricerca della vita oltre il nostro pianeta. “La ricerca della vita inizia qui, a casa nostra, e la nostra casa ha 4 miliardi di anni”, ha affermato. Ricostruendo antichi enzimi, gli scienziati acquisiscono una comprensione più profonda delle impronte biochimiche che la vita lascia, rendendo più probabile l’identificazione di tracce di vita su altri mondi.
“Dobbiamo capire la vita davanti a noi, se vogliamo capire la vita davanti a noi e la vita altrove.”
Questa ricerca fornisce un potente strumento per gli astrobiologi, offrendo un indicatore affidabile per identificare la vita in ambienti radicalmente diversi dal nostro. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications.
In definitiva, questo lavoro dimostra il valore della biologia sintetica nello svelare i segreti del profondo passato. Ricreando fisicamente molecole antiche, gli scienziati possono testare ipotesi, colmare le lacune della conoscenza e perfezionare i metodi per rilevare la vita, sia sulla Terra che oltre.
