All’interno di una roccia striata di bianco e nero proveniente dall’India orientale, un gruppo di scienziati ha individuato carbonio risalente a circa 3,5 miliardi di anni fa. Non si tratta del ritrovamento di un microrganismo fossilizzato da osservare al microscopio, bensì di qualcosa di più sottile: una sorta di impronta chimica lasciata nel tempo. E questa impronta presenta caratteristiche che ricordano da vicino quelle prodotte da forme di vita microscopica estremamente antiche.
Il ritrovamento proviene dal cratone di Singhbhum, uno dei frammenti più antichi della crosta terrestre ancora esistenti, ed è stato illustrato in un articolo scientifico pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Il team, coordinato da Trisrota Chaudhuri del Geological Survey of India, ha calcolato l’età della roccia in 3,497 miliardi di anni, con un’incertezza di circa 5 milioni di anni. Stando a quanto affermano gli autori dello studio, potrebbe trattarsi della roccia più antica mai datata con questa precisione a contenere una biosignatura, ovvero un segnale chimico riconducibile alla presenza di vita.
Come si stabilisce l’età di reperti così remoti
Il carbonio contenuto nella roccia non porta con sé alcuna indicazione diretta sulla propria età. Per determinare quando si sia depositato, gli studiosi hanno individuato piccolissimi cristalli di zircone, un minerale estremamente resistente in grado di custodire per miliardi di anni le informazioni utili alla datazione.
Questi cristalli sono stati rinvenuti all’interno dello stesso chert, una roccia ricca di silice originatasi sul fondale di un mare antichissimo. Gli zirconi sarebbero giunti insieme alla cenere generata da eruzioni vulcaniche, nel momento stesso in cui quei sedimenti si stavano accumulando. Quattro campioni di zircone, ben conservati, hanno fornito risultati coerenti tra loro, permettendo di stimare l’età in 3,497 miliardi di anni.
Si tratta di un aspetto cruciale, poiché molte presunte testimonianze della vita primordiale risultano difficili da datare con esattezza. Alcune di queste provengono da formazioni rocciose ancora più antiche, individuate in Groenlandia e in Canada, che però hanno subito trasformazioni profonde a causa di calore e pressione accumulati nel corso di ere geologiche. Quando la Terra sottopone una roccia a simili condizioni per periodi così lunghi, risalire alla sua composizione originaria diventa un’impresa estremamente ardua.
Il carbonio presenta la firma tipica degli organismi viventi
Una volta definita l’età del campione, restava da chiarire l’interrogativo più affascinante: da dove proveniva quel carbonio?
Il carbonio si presenta in natura sotto forme leggermente diverse tra loro, note come isotopi. Gli organismi viventi, quando lo impiegano per costruire le proprie strutture molecolari, mostrano una preferenza per la variante più leggera. Questo comportamento lascia nel materiale un rapporto caratteristico tra carbonio-12 e carbonio-13.
Nel campione proveniente dall’India, i ricercatori hanno rilevato un valore pari a −30,9 per mille, un dato compatibile con processi biologici di fissazione del carbonio. In termini più semplici: la composizione chimica assomiglia a quella che ci si aspetterebbe se quel materiale fosse effettivamente transitato, miliardi di anni fa, attraverso il metabolismo di esseri viventi.
Gli autori si spingono anche oltre, ipotizzando uno scenario più specifico. Il segnale osservato risulta compatibile con meccanismi piuttosto evoluti di fissazione della CO₂, tra cui il ciclo di Calvin, tuttora impiegato da piante, alghe e numerosi microrganismi. Questo lascerebbe intendere che, già 3,5 miliardi di anni fa, alcune forme di vita avessero già sviluppato sistemi organizzati per procurarsi il carbonio necessario. Si tratta comunque di un’ipotesi: dalla sola composizione di una roccia non è possibile ricostruire l’intero apparato metabolico del suo antico abitante.
Anche la struttura interna del chert offre indizi utili. Al suo interno si osservano sottilissimi strati alternati di silice e materiale carbonioso, che i ricercatori interpretano come possibile residuo di un tappeto microbico: comunità di microrganismi che si sviluppano una sopra l’altra formando strutture stratificate, un fenomeno che si verifica ancora oggi in determinati contesti ambientali.
Manca però il fossile da esibire
La prudenza scientifica nasce proprio da qui. All’interno del chert non è stata individuata alcuna cellula fossile riconoscibile. La prova proposta dallo studio deriva piuttosto dalla combinazione di più elementi: l’età della roccia, la composizione isotopica del carbonio, la sua collocazione e la struttura degli strati.
I ricercatori hanno inoltre verificato quanto la roccia sia stata esposta al calore dopo la sua formazione. Il carbonio antico presente negli strati del chert avrebbe raggiunto temperature intorno ai 338 °C: un livello sufficiente a modificarne le caratteristiche, ma non tale da trasformarlo completamente in grafite ordinata, cancellando così ogni traccia originale. Nelle fratture della roccia si trova invece grafite formatasi in epoche molto più recenti, quando fluidi ad alta temperatura hanno attraversato il materiale. Distinguere questi due fenomeni era essenziale: il rischio, altrimenti, sarebbe stato quello di confondere un elemento arrivato successivamente con l’originario abitante di 3,5 miliardi di anni fa.
L’ambiente in cui questa roccia si è formata doveva essere piuttosto turbolento. Il mare era privo dell’ossigeno che conosciamo oggi, mentre l’intensa attività vulcanica e idrotermale riversava nell’acqua ferro, silice, zolfo e altri elementi chimici. Contesti analoghi, come quelli osservabili ancora oggi attorno alle sorgenti idrotermali dei fondali oceanici, ospitano comunità microbiche in grado di sopravvivere senza alcun bisogno della luce solare.
Questa scoperta, dunque, non fornisce il ritratto del primo organismo vivente della Terra e non permette di stabilire con esattezza quando la vita sia comparsa. Sposta però un ulteriore tassello molto indietro nel tempo: circa 3,5 miliardi di anni fa, processi biologici capaci di lasciare una firma riconoscibile nel carbonio potrebbero essere già stati attivi.
Il gruppo di ricerca intende ora proseguire le indagini alla ricerca di altre rocce simili nel cratone di Singhbhum. Quella sottile fascia scura racchiusa nel quarzo ha resistito per quasi tre quarti dell’intera storia del nostro pianeta. Scoprire se esistano altri reperti analoghi potrebbe aiutare a comprendere quanto fosse diffusa la vita in quei mari primordiali. La cellula, ormai, è scomparsa da tempo. Ma la sua chimica, forse, ha saputo attendere molto più a lungo.
Fonte: PNAS