Emissione X e composti all'origine della vita

Durante la fase iniziale della comparsa della vita sulla Terra la protezione della atmosfera dalla radiazione solare era praticamente trascurabile. In queste condizioni è importante capire come i complessi organici si siano formati e strutturati nonostante la dose elevata di radiazione X ed UV proveniente dal Sole. Le molecole di base che molto probabilmente sono state trasportate sulla Terra durante il periodo di copioso impatto meteoritico e cometario, hanno dovuto trovare un ambiente favorevole per strutturarsi e formare sitemi più complessi. L'ipotesi che il materiale pre-biotico sul nostro pianeta provenga dallo spazio, è avvalorata dall'osservazione di molecole organiche sia sulle nubi molecolari, che sulle comete e meteoriti. Cosi' come la presenza di acqua anche la presenza di superfici minerali e in particolare di argille potrebbe avere favorito la polimerizzazione e protetto il materiale organico dalla fotodegradazione.

Figura 31: Rapporto delle frequenze di trasformazione del DNA irradiato ($\rm f_T$) e quello non irradiato ($\rm {f_T^0}$) in funzione della dose. I simboli sono descritti in figura (tratta da Ciaravella et al. 2006,in preparazione)

Nell'ambito di questa problematica abbiamo fatto una serie di esperimenti per svilutppare una analisi piu' dettagliata dei risultati ottenuti nel precedente lavoro (Ciaravella et la 2004) e per confrontare piu' estensivamente gli effetti della radiazione X e UV sul DNA libero e adsorbito su argilla. Gli esperimenti hanno mostrano che il danneggiamento dovuto ai raggi X è molto dovuto principalmente alla radiazione UV secondaria generata dalla intenrazione dei fotoni X con le molecole di H$_2$O, che a parità di dose di energia il danno creato dai raggi X è maggiore di quello creato dalle radiazione UV monocormatica (2660Å). Inoltre la capacità protettiva dell'argilla diminuisce per dosi maggiori di $10^8$ erg. Una rappresentazione riassuntiva dei risultati ottenuti è mostrata in 31.

Questi studi saranno estesi a molecole biologiche piu' semplici al fine di capire il ruolo della radiazione nel processo di formazione di strutture complesse che hanno portato alla vita cosi' come noi la conosciamo. Le attività includono:

• Irraggiamento e analisi di soluzioni acquose contenenti aminoacidi per stabilire in quali condizioni i composti organici sono protetti dalla radiazione ad alta energia

• Studio dei possibili meccanismi responsabili della distruzione dei composti organici

• Confronto con le condizioni astrofisiche simili a quelle attuali nel sistema solare, che a quelle presenti nelle prime fasi della formazione della vita.