Scoperto il primo zucchero nello spazio interstellare

Gli zuccheri sono biomolecole essenziali per la vita: costituiscono l'ossatura del DNA e dell'RNA e svolgono un ruolo centrale nei processi metabolici. Nelle teorie sull'origine della vita, sono considerati indispensabili anche per la sintesi dei primi acidi nucleici. Eppure, una delle domande più spinose nella ricerca sulle origini della vita riguarda proprio la loro formazione: gli esperimenti di laboratorio dimostrano infatti che, in condizioni prebiotiche, gli zuccheri non si formano in quantità sufficienti. Zuccheri come il ribosio e il glucosio erano già stati rilevati in campioni di meteoriti e asteroidi — la loro presenza in asteroidi e meteoriti suggerisce un'origine oltre la Terra, forse nel mezzo interstellare, precedente alla formazione dei corpi progenitori meteoritici — ma fino ad oggi nessuno zucchero era mai stato osservato direttamente nello spazio tra le stelle.

Ora un team internazionale guidato dalla ricercatrice del CAB (Centro di Astrobiologia, Spagna) Izaskun Jiménez-Serra ha identificato il primo zucchero mai rilevato nel mezzo interstellare: l'eritrulosio. Si tratta dell'unico chetoso a quattro atomi di carbonio possibile (per i non esperti in chimica si può dire che è l'unica forma esistente di zucchero di questo tipo con quattro atomi di carbonio) e, sulla Terra, si trova comunemente nei lamponi e nei prodotti autoabbronzanti. La molecola è stata individuata in direzione della nube molecolare G+0.693−0.027, situata vicino al centro galattico della Via Lattea. Secondo la ricercatrice, questa nube rappresenta uno dei serbatoi chimici più ricchi dell'intera Via Lattea, un vero e proprio laboratorio naturale per la  ricerca di nuove specie molecolari. La scoperta è stata resa possibile da indagini spettroscopiche a banda larga e ad altissima sensibilità, condotte con il radiotelescopio di Yebes da 40 metri e con il telescopio da 30 metri dell'Istituto di Radioastronomia nella banda millimetrica (IRAM). Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.

Il team ha individuato 12 righe spettrali corrispondenti allo spettro di laboratorio dell'eritrulosio, misurato presso l'Università dei Paesi Baschi. Spiega Jiménez-Serra: «Questa scoperta è oltremodo stata inaspettata, poiché l'opinione prevalente in astrochimica è che le molecole interstellari crescano di dimensioni attraverso l'aggiunta sequenziale di atomi di carbonio, ma non sembra questo il caso. Abbiamo scoperto infatti, che l'eritrulosio può formarsi all'interno dei ghiacci interstellari a partire da alcoli e aldeidi più semplici, a due atomi di carbonio —  e quindi non tramite l'aggiunta progressiva di singoli atomi, come si riteneva finora». Anche un ricercatore esterno allo studio, l'astrochimico Brett McGuire, ha sottolineato la portata dell'anomalia: il fatto che la versione più semplice della molecola non sia presente indica che c'è qualcosa di davvero strano e interessante nella chimica coinvolta, che ancora non comprendiamo del tutto.

Secondo l'analisi pubblicata su Nature Astronomy, osservazioni e modelli chimici mostrano che l'eritrulosio si forma efficacemente sui grani di polvere interstellare, un dato che rafforza l'ipotesi di un'origine interstellare per gli zuccheri prebiotici collegati alla comparsa della vita. In base all'abbondanza di eritrulosio misurata nella nube G+0.693−0.027, i ricercatori stimano che tra 0,5 e 50 milioni di tonnellate di questo zucchero potrebbero aver raggiunto la superficie terrestre durante il Tardo Bombardamento Pesante, circa 4,1-3,8 miliardi di anni fa — trasportate, con ogni probabilità, da comete e asteroidi.

La presenza di eritrulosio nello spazio interstellare fornisce dunque una fonte alternativa di zuccheri che potrebbe aver contribuito alla comparsa dei primi processi metabolici e di replicazione sulla Terra primordiale. Come ha dichiarato la stessa Jiménez-Serra, gli ingredienti chiave per l'origine della vita potrebbero essere presenti anche in altre regioni della galassia, aprendo così la possibilità che la vita si sia sviluppata anche altrove nell'universo.

«L'individuazione dell'eritrulosio è molto entusiasmante perché apre la possibilità di scoprire nello spazio altri zuccheri come il ribosio, che fa parte dell'RNA, e altre molecole importanti per l'origine della vita», conclude Carlos Briones, coautore dello studio.