Il Carbonio è la base della vita così come la conosciamo noi. Esso è in grado di formare molecole a lunga catena che permettono di originare strutture biologiche complesse. Ma è possibile che, in qualche luogo dell’universo esistano alcune forme di vita basate su elementi diversi, tipo il Silicio così come accaduto in un episodio di Star Trek? 

Star Trek è una serie fantascientifica molto famosa il cui elemento caratterizzante è l’esplorazione scientifica. Le navi spaziali viaggiano per l’universo “alla ricerca di nuove forme di vita e di nuove civiltà, fino ad arrivare dove nessun uomo è mai giunto prima“. Fin dalla Serie Classica, la prima serie che portò alla storia personaggi del calibro di Spock e Kirk, i protagonisti si sono ritrovati ad affrontare forme di vita di ogni genere.

Kirk e Spock con Horta, la forma di vita basata sul Silicio

Si trattava di organismi come li conosciamo noi, ovvero basati sul Carbonio. Ad eccezione di uno incontrato nell’episodio della prima stagione “Il mostro dell’oscurità“: la forma di vita anomala scoperta dall’equipaggio dell’Enterprise era basata sul Silicio. Ma è possibile che in giro nell’universo esistano forme di vita basate su questo elemento anziché sul Carbonio?

Perché il Carbonio?

Una domanda che spesso sorge spontanea è: perché il Carbonio è un elemento chiave per la vita? La risposta ci viene data dalla Tavola Periodica (che ha compiuto quest’anno 150 anni) dove il Carbonio ha una posizione importante. Si tratta di un elemento appartenente al Secondo Periodo e al IV Gruppo A e questo conferisce ad esso particolari caratteristiche. Per prima cosa la sua elettronegatività (qui descritta in modo dettagliato) è tale da permettere la formazione di legami covalenti con altri elementi quali Idrogeno, Ossigeno e Azoto. Riesce inoltre a formare legami molto stabili con altri atomi della stessa specie, permettendogli di dare origine a molecole a catena lunga oltre che flessibile.

Carbonio
Un generico amminoacido, molecole che costituiscono le proteine. Fonte: Wikipedia

Inoltre il Carbonio è un elemento molto versatile in quanto non è solo in grado di legarsi a 4 atomi diversi attraverso legami singoli. Esso è anche di formare legami multipli (doppi o tripli) con un altro atomo di Carbonio o con altri eteroatomi quali Ossigeno e Azoto. Ed è così che questo elemento è in grado di dare origine ad una enorme varietà di molecole più o meno complesse. Basta pensare che due isomeri, ovvero molecole costituite dallo stesso numero e dallo stesso tipo di atomi, possono avere delle proprietà completamente diverse in base a come questi atomi sono legati tra di loro. Un esempio può essere quello dell’alcol etilico e del dimetiletere.

Il Silicio, uno degli elementi sui quali potrebbe essere basata la vita

Gli scienziati ipotizzano che nell’universo potrebbero esistere forme di vita completamente diverse da quelle conosciute fino ad ora. Una delle ipotesi più gettonate prevede l’esistenza di organismi basati sul Silicio anziché sul Carbonio, come anche raccontato nell’episodio di Star Trek. Ma perché si pensa proprio al Silicio? La risposta è semplice: esso nella Tavola Periodica si trova esattamente sotto al Carbonio. Infatti questo e il Silicio hanno proprietà molto simili tra di loro. Anche se ci sono alcune difficoltà in quanto i legami tra atomi di Silicio non sono stabili come quelli tra atomi di Carbonio. Inoltre molecole formate da Silicio e Idrogeno sono solubili in acqua, perciò un’eventuale forma di vita basata su questo elemento dovrebbe impiegare da un solvente diverso per eseguire tutte le reazioni biochimiche necessarie al mantenimento della vita.

Altri possibili elementi alla base della vita

Ci sono altre teorie secondo cui Azoto e Fosforo possono essere alla base della vita, pur essendo molto diversi dal Carbonio. Il Fosforo, ad esempio, può essere potenzialmente adatto a formare macromolecole complesse. In combinazione con l’Azoto inoltre può formare molecole molto più stabili. Questo però richiederebbe condizioni molto diverse da quelle presenti sul nostro pianeta. Pur avendo un’atmosfera composta dal 78% di Azoto, questo gas reagisce difficilmente.

Il fissaggio dell’Azoto, ovvero la trasformazione delle molecole dell’Azoto atmosferico in Ammoniaca, è un processo molto difficile e dispendioso in termini energetici. Una forma di vita basata su questi due elementi potrebbe esistere su un pianeta la cui atmosfera è composta prevalentemente da Diossido di Azoto o Ammoniaca. Anche se per ora queste sono solamente ipotesi, chissà se un giorno si scopriranno forme di vita diverse da noi.

Michele Sciamanna

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