10 TEORIE DELL'ORIGINE DELLA VITA - BIOLOGIA - 2025

Le teorie sull'origine della vita cercano di spiegare come hanno avuto origine gli esseri viventi. Come sia nata la vita come lo conosciamo è una domanda che molti filosofi, teologi e scienziati si sono posti per molti anni, infatti, potremmo dire che quasi da quando l'uomo era un uomo.

Diversi documenti scientifici stabiliscono che la terra si è formata circa 4,5-5 miliardi di anni fa e che i fossili più antichi conosciuti, corrispondenti ai resti di cianobatteri trovati nell'Australia occidentale, risalgono ad almeno 3,5 miliardi di anni fa.

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Sebbene non ci siano documenti fossili o prove geologiche più antiche, molti scienziati concordano sul fatto che altre forme di vita potrebbero essere esistite prima, ma che i fossili potrebbero essere stati distrutti dal calore e la forma di molte rocce durante il Precambriano.

Cosa è successo durante i quasi 2 miliardi di anni trascorsi dall'origine della terra e dalla comparsa dei primi fossili? Sono gli eventi biologici che si sono verificati in quel momento che hanno reso possibile la vita e quelli che sono oggi tanto dibattuti nella comunità scientifica.

Di seguito troveremo alcune delle principali teorie ipotetiche avanzate da diversi autori per spiegare l'origine dei primi organismi viventi, dai quali presumibilmente si sono evolute le forme di vita più “avanzate”.

Com'era la terra prima che la vita sorgesse?

Le prime forme di vita conosciute sulla Terra sono presunti microrganismi fossilizzati, che si trovano nelle prese d'aria idrotermali. Si stima che siano vissuti 4,28 miliardi di anni fa.

Alcuni scienziati propongono che la terra "iniziale" sia stata influenzata da diversi tipi di oggetti celesti e che le temperature su questo pianeta fossero così alte che l'acqua non era allo stato liquido, ma sotto forma di gas.

Tuttavia, molti concordano sul fatto che la terra del Precambriano possa aver avuto temperature simili alla terra odierna, il che significa che l'acqua potrebbe essere trovata in forma liquida, condensata in oceani, mari e laghi.

Si pensa invece che l'atmosfera terrestre dell'epoca fosse fortemente riducente (con ossigeno libero zero o pochissimo), cosicché dopo l'esposizione a diverse forme di energia si sarebbero potuti formare i primi composti organici.

Principali teorie sull'origine della vita

- Vita per generazione spontanea

Aristotele, precursore della generazione spontanea

Dai Greci a molti scienziati della metà del diciannovesimo secolo, fu accettata la proposta che gli esseri viventi potessero sorgere spontaneamente, senza altri organismi parentali, dalla materia "non vivente".

Pertanto, per molti secoli, diversi pensatori furono convinti che insetti, vermi, rane e altri parassiti si formassero spontaneamente sul fango o sulla materia in decomposizione.

Queste teorie furono screditate in più di un'occasione dagli esperimenti di Francesco Redi (1668) e Louis Pasteur (1861), ad esempio.

Ritratto di Francesco Redi (Fonte: Valérie75, via Wikimmedia Commons)

Redi ha dimostrato che a meno che gli insetti adulti non depongano le uova su un pezzo di carne, le larve non emergevano spontaneamente su di esso. D'altra parte, Pasteur in seguito dimostrò che i microrganismi potevano provenire solo da microrganismi preesistenti.

Inoltre, va detto che anche questa teoria è stata ignorata perché in diversi contesti storici "generazione spontanea" si riferiva a due concetti abbastanza diversi, vale a dire:

- Abiogenesi : la nozione dell'origine della vita dalla materia inorganica e

- Eterogenesi : l'idea che la vita nasca da materia organica morta, proprio come i vermi "apparivano" sulla carne in decomposizione.

Darwin e Wallace, poco prima, nel 1858, pubblicarono indipendentemente le loro teorie sull'evoluzione per selezione naturale, per mezzo delle quali chiarirono che gli esseri viventi più complessi erano stati in grado di evolversi da esseri unicellulari più "semplici".

Così, la teoria della generazione spontanea scomparve dalla scena e la comunità scientifica cominciò a chiedersi come fossero emersi quegli "esseri unicellulari più semplici" di cui parlavano gli evoluzionisti.

- Teoria del brodo primario ed evoluzione chimica graduale

Alexander Oparin nel suo laboratorio (a destra).

Nel 1920, gli scienziati A. Oparin e J. Haldane proposero, separatamente, l'ipotesi sull'origine della vita sulla terra che oggi porta i loro nomi e mediante la quale stabilirono che la vita sulla terra sarebbe potuta sorgere " passo dopo passo ”dalla materia non vivente, attraverso l '“ evoluzione chimica ”.

Grande primavera prismatica a Yellowstone. Si pensa che questo ambiente ad alta temperatura sia simile all'ambiente primordiale dei mari della Terra. Fonte:

Entrambi i ricercatori hanno suggerito che la terra "iniziale" doveva avere un'atmosfera riducente (povera di ossigeno, in cui tutte le molecole tendevano a donare elettroni), condizione che potrebbe spiegare perfettamente alcuni eventi:

- Che alcune molecole inorganiche reagiscono tra loro per formare i "blocchi" strutturali organici degli esseri viventi, processo diretto dall'energia elettrica (dai raggi) o dall'energia luminosa (dal sole) ei cui prodotti si accumulano negli oceani formando un "brodo primario" .

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- Dette molecole organiche sono state successivamente combinate, assemblando molecole più complesse, formate da frammenti di molecole più semplici (polimeri) come proteine ​​e acidi nucleici.

- Detti polimeri sono stati assemblati in unità in grado di replicarsi da sole, sia in gruppi metabolici (proposta Oparin) che all'interno di membrane che formavano strutture "cell-like" (proposta Haldane).

- Panspermia

Illustrazione di un batterio su una cometa. Fonte: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Nel 1908, uno scienziato di nome August Arrhenius propose che i "semi portatori di vita" fossero sparsi nello spazio cosmico e che cadessero sui pianeti e "germogliassero" quando le condizioni erano favorevoli.

Questa teoria, nota anche come teoria della panspermia (dal greco pan, che significa "tutto" e sperma, che significa "seme"), è stata supportata da diversi scienziati e possiamo anche trovarla indicata in alcuni testi come "l'origine extraterrestre di vita".

- La vita con l'elettricità

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Successivamente, parte della comunità scientifica ha suggerito che l'origine della vita proposta da Oparin e Haldane potrebbe essere iniziata sulla terra grazie a una "scintilla" elettrica che ha fornito l'energia necessaria per "l'organizzazione" dei composti organici fondamentali da di composti inorganici (una forma di abiogenesi).

Queste idee sono state supportate sperimentalmente da due ricercatori nordamericani: Stanley Miller e Harold Urey.

Attraverso i loro esperimenti, entrambi gli scienziati hanno dimostrato che, da sostanze inorganiche e in alcune condizioni atmosferiche speciali, una scarica elettrica era in grado di formare molecole organiche come amminoacidi e carboidrati.

Questa teoria proponeva, quindi, che con il passare del tempo si sarebbero potute formare le molecole più complesse che oggi caratterizzano gli esseri viventi; ecco perché questo è stato di grande sostegno alle teorie "primordiali" di Oparin e Haldane di alcuni anni prima.

- La vita sotto il ghiaccio

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Un'altra teoria, forse un po 'meno conosciuta e accettata, propone che la vita sia nata nelle acque oceaniche profonde, la cui superficie era presumibilmente ricoperta da uno spesso e spesso strato di ghiaccio, poiché il Sole della terra iniziale probabilmente non ha influenzato così fortemente la superficie come adesso.

La teoria propone che il ghiaccio avrebbe potuto proteggere qualunque sia il fenomeno biologico avvenuto nel mare, consentendo l'interazione dei diversi composti che hanno originato le prime forme viventi.

- Vita da polimeri organici

Proteina

Dopo che è stato possibile dimostrare in un laboratorio che i composti organici come gli amminoacidi potrebbero formarsi dalla materia inorganica in determinate condizioni, gli scienziati hanno iniziato a chiedersi come fosse avvenuto il processo di polimerizzazione dei composti organici.

Ricorda che le cellule sono costituite da tipi di polimeri grandi e complessi: proteine ​​(polimeri di amminoacidi), carboidrati (polimeri di zuccheri), acidi nucleici (polimeri di basi azotate), ecc.

Sidney Fox

Nel 1950, il biochimico Sidney Fox e il suo gruppo di lavoro scoprirono che, in condizioni sperimentali, se un insieme di amminoacidi veniva riscaldato in assenza di acqua, potevano unirsi per formare un polimero, cioè una proteina.

Questi risultati hanno portato Fox a suggerire che nel "brodo primitivo" proposto da Oparin e Haldane si sarebbero potuti formare amminoacidi che, a contatto con una superficie calda, favorendo l'evaporazione dell'acqua, avrebbero potuto formare proteine.

Acido ribonucleico e vita sull'argilla

Il chimico organico Alexander Cairns-Smith in seguito propose che le prime molecole che rendevano possibile la vita potessero essere trovate su superfici argillose, il che non solo aiutava a concentrarle, ma promuoveva anche la loro organizzazione in schemi definiti.

Queste idee, emerse negli anni '90, affermavano che l'argilla poteva servire da “catalizzatore” nella formazione di polimeri di RNA (acido ribonucleico), agendo, a loro volta, come supporto catalizzatore.

- L'ipotesi "prima i geni"

Tenendo conto delle idee della formazione "spontanea" di polimeri organici essenziali, alcuni autori si sono proposti di immaginare la possibilità che le prime forme di vita fossero semplicemente acidi nucleici autoreplicanti, come il DNA (acido desossiribonucleico) o l'RNA.

Pertanto, è stato suggerito che altri elementi importanti, come le reti metaboliche e la formazione di membrane, ad esempio, vengano aggiunti successivamente al sistema "primordiale".

Date le caratteristiche di reattività dell'RNA, molti scienziati supportano l'idea che le prime strutture autocatalitiche siano state formate da questo acido nucleico (evidente come ribozimi), ipotesi note come "il mondo dell'RNA".

Di conseguenza, l'RNA potrebbe potenzialmente aver catalizzato le reazioni che ne hanno permesso la copia, rendendolo capace di trasmettere informazioni genetiche di generazione in generazione e persino di evolversi.

- L'ipotesi del "metabolismo prima"

D'altra parte, diversi ricercatori hanno piuttosto sostenuto l'idea che la vita abbia avuto luogo prima in molecole organiche "proteiche", stabilendo che le forme iniziali di vita avrebbero potuto consistere in reti metaboliche "autosufficienti" prima degli acidi nucleici.

L'ipotesi implica che "reti metaboliche" possano essersi formate in aree vicine a bocche idrotermali, che hanno mantenuto un rifornimento continuo di precursori chimici.

Pertanto, i percorsi precedenti e più semplici potrebbero aver prodotto molecole che hanno agito da catalizzatori per la formazione di molecole più complesse, e alla fine le reti metaboliche potrebbero essere state in grado di formare altre molecole ancora più complesse, come gli acidi nucleici e le grandi proteine.

Infine, questi sistemi autosufficienti avrebbero potuto essere "incapsulati" all'interno di membrane, formando così i primi esseri cellulari.

- L'origine della vita per "necessità"

Alcuni ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) hanno contribuito alla formulazione di una teoria che spiega l'origine dei primi esseri viventi per "necessità", in qualche modo "seguendo le leggi della natura" e non per "Chance" o "chance".

Secondo questa teoria, l'emergere della vita era una questione inevitabile, poiché è stato stabilito che la materia si sviluppa generalmente in "sistemi" che, diretti da una fonte esterna di energia e circondati dal calore, sono più efficienti nel dissipare energia.

Esperimenti relativi a questa teoria hanno dimostrato che quando una popolazione di atomi casuali è esposta a una fonte di energia, si organizzano per dissipare l'energia in modo più efficiente, suggerendo che questo "rimodellamento" finirebbe per porre fine alla formazione della vita. .

La fonte alternativa di energia avrebbe potuto facilmente essere il sole, sebbene altre possibilità non siano del tutto escluse.

- Creazionismo

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Il creazionismo è un'altra delle teorie supportate da una parte importante delle società odierne, principalmente per atto di fede. Secondo questa corrente di pensiero, l'universo e tutte le forme di vita che sono in esso sono state create dal "nulla" da un Dio.

È una teoria che si oppone in modo interessante alle moderne teorie dell'evoluzione, che cercano di spiegare l'origine della diversità delle forme viventi senza la necessità di un Dio o di qualsiasi altro "potere divino" e, molte volte, semplicemente "per caso". ".

Ci sono due tipi di creazionisti: il biblico e la "vecchia terra". I primi credono che tutto ciò che è affermato nel capitolo Genesi nella Bibbia sia letteralmente vero, mentre i secondi considerano che un creatore ha fatto tutto ciò che esiste, ma senza affermare che la storia della Genesi è una storia letterale.

Tuttavia, entrambi i tipi di creazionisti credono che i cambiamenti negli organismi possano implicare cambiamenti in una specie, e credono anche nei cambiamenti "verso il basso", come le mutazioni negative, per esempio.

Tuttavia, non credono che questi cambiamenti possano aver portato all'evoluzione di una specie "inferiore" in una specie "superiore" o molto più complessa.

Il creazionismo e l'evoluzionismo sono stati oggetto di dibattiti e controversie sin dalla pubblicazione delle prime teorie evoluzionistiche e, anche oggi, entrambe le visioni sembrano escludersi a vicenda.

Riferimenti

1. Andrulis, ED (2012). Teoria dell'origine, evoluzione e natura della vita. Vita, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Scienza dal vivo. Estratto il 26 aprile 2020 da www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH e Miller, SL (1962). Teorie attuali sull'origine della vita. A Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN e EL Taylor. 1993. La biologia e l'evoluzione delle piante fossili. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL e Olsen, RL (1992). Il mistero dell'origine della vita. n / A.
6. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2017). Encyclopaedia Britannica. Estratto il 26 aprile 2020 da www.britannica.com/topic/creationism