VITA, ORIGINE DELLA

VITA, ORIGINE DELLA.

– Teorie sull’inizio. L’origine extraterrestre. Bibliografia

La comparsa della vita sulla Terra è un argomento dibattuto da secoli e le relative teorie sono numerose. I progressi di molte discipline, come biologia, fisica e astronomia, hanno fornito un’abbondante massa di dati, ma non è ancora possibile definire con certezza come abbia avuto inizio la vita sul nostro pianeta.

Teorie sull’inizio. – È certo che il primo passo nell’o. della v. è stato la formazione di composti organici, ossia composti costituiti da atomi di carbonio uniti ad altri atomi, soprattutto idrogeno, ossigeno e azoto. Gli esperimenti condotti negli anni Cinquanta del 20° sec. dal biochimico statunitense Stanley Miller, divenuti un classico della scienza, hanno dimostrato come potrebbe essere avvenuta la sintesi di molecole organiche (in un’ampolla contenente idrogeno, metano, vapore acqueo e ammoniaca – gli stessi gas presenti nell’atmosfera primordiale, priva di ossigeno – fu prodotta una serie di scariche elettriche, con il risultato di innescare reazioni chimiche che portarono alla formazione di materiale organico). La vita sulla Terra però non si spiega con la semplice sintesi di composti organici. Infatti, alla base del concetto di vita c’è la capacità di riprodursi, che implica la trasmissione delle informazioni contenute nei geni. È quindi necessaria la presenza di sistemi chimici capaci di autoreplicarsi conservando informazioni (caratteristica propria del materiale genetico) ed evolvendosi nel corso del tempo. Al riguardo, risultano molto interessanti i ribozimi, brevi molecole di RNA (RiboNucleic Acid) in grado di catalizzare alcune reazioni chimiche e, in determinate condizioni, anche la propria sintesi. Su queste molecole sono stati condotti numerosi studi e tra i risultati più interessanti figura la dimostrazione che miscele di frammenti di RNA sono in grado di assemblarsi formando ribozimi autoreplicanti (Vaidya, Manapat, Chen et al. 2012). La teoria che l’RNA sia stato la prima molecola (antecedente al DNA, DeoxyriboNucleic Acid) capace di contenere l’informazione genetica e di autoreplicarsi è nota da lungo tempo ed è definita modello del mondo a RNA. Il punto debole di questa teoria è rappresentato dai costituenti dell’RNA, in particolare il ribosio. Infatti, la sintesi di tale zucchero in condizioni prebiotiche avviene in quantità limitate e la sua vita media in ambiente acquoso è molto breve. Da qui la supposizione che il ribosio si sia formato in ambiente desertico oppure che l’RNA in origine non lo contenesse.

Il passaggio al mondo a DNA, nel quale la principale molecola informazionale è appunto il DNA, risulta ancora un mistero. Si può supporre che sia stato un fenomeno progressivo, caratterizzato dalla formazione di molecole contenenti quantità variabili di ribonucleotidi e di desossiribonucleotidi, con un graduale aumento del contenuto di questi ultimi, per es., grazie alla maggiore stabilità in soluzione acquosa dei legami fosfodiesterici fra le unità di desossiribosio, rispetto a quanto avviene per il ribosio. Il passaggio al DNA ha permesso l’amplificazione dell’informazione genetica, avvenuta grazie alla duplicazione dei geni e allo sviluppo di nuove capacità metaboliche. In questo modo si è avuta la formazione di nuovi geni a partire da quelli già presenti.

Secondo un altro modello (noto come prima il metabolismo), ideato nel 1924 dal biologo russo Aleksandr Oparin, i primi accorpamenti di materiale organico non furono gli acidi nucleici, ma vescicole prive di materiale genetico e capaci di autoreplicarsi, perché in qualche modo in grado di fissare il carbonio. Ad avvalorare tale teoria viene il comportamento dei batteri metanotrofi, che utilizzano il metano come unica fonte di carbonio e sono in grado di vivere in condizioni estreme che richiamano quelle probabilmente presenti sulla Terra milioni di anni fa.

Rimane ancora irrisolto il lungo processo che ha portato dalle prime molecole organiche alla formazione di un cellula che le contenesse.

L’origine extraterrestre. – Tra le varie teorie riguardanti l’origine della vita sul nostro pianeta, ci sono anche quelle che ne individuano la provenienza dallo spazio extraterrestre. Si tratta di teorie tra le più antiche, come quella della panspermia, che ipotizza il trasferimento della vita da un pianeta a un altro, per es., per mezzo di meteoriti (litopanspermia). Nel 2012 questa idea ha ottenuto nuovo vigore dal lavoro di un gruppo di scienziati delle statunitensi Princeton University e University of Arizona, e dello spagnolo Centro de astrobiología. In base ai dati presentati, meteoriti proietta ti all’esterno di un sistema planetario possono viaggiare a velocità anche piuttosto basse, contrariamente a quanto si riteneva in precedenza. In questo modo, un meteorite potrebbe essere più facilmente attratto nel campo gravitazionale di un altro pianeta: secondo i calcoli elaborati dagli studiosi, una roccia che si muove a bassa velocità (circa 100 m/s) ha una probabilità di essere catturata quasi un miliardo di volte più elevata rispetto a una roccia che si muove a media o alta velocità. Tramite questo passaggio di materiale roccioso potrebbe essersi verificato un trasferimento di microrganismi da un sistema planetario a un altro. In seguito, nelle condizioni terrestri, tali microrganismi avrebbero potuto garantire l’instaurarsi della vita sul pianeta.

Infine, da Philae, il lander della sonda spaziale Rosetta, in missione nello spazio, potrebbero arrivare dati interessanti anche per una migliore comprensione dell’origine della vita sulla Terra. Il lander, atterrato sulla cometa 67/P Churyumov-Gerasimenko, è in contatto radio con la sonda e, dopo un periodo di silenzio, dal giugno 2015 ha ricominciato a inviare segnali. Le prime informazioni giunte testimoniano la presenza di composti organici sulla cometa, alcuni dei quali individuati per la prima volta su un corpo stellare di questo tipo. L’approfondito esame dei dati potrebbe anche chiarire i dubbi sulla possibilità che le comete ospitino microrganismi vivi e dormienti.

Bibliografia: R. Fani, M. Brilli, Vita, origine della, in XXI secolo - VII Appendice, Istituto della Enciclopedia Italiana, 3° vol., Roma 2007, ad vocem; E. Belbruno, A. Moro-Martín, R. Malhotra et al., Chaotic exchange of solid material between planetary systems. Implications for lithopanspermia, «Astrobiology», 2012, 12, 8, pp. 754-74; N. Vaidya, M.L. Manapat, I.A. Chen et al., Spontaneous network formation among cooperative RNA replicators, «Nature», 2012, 3, 491, pp. 72-77.