IPOTESI IDROTERMALE: COS'È, RETROSCENA E CRITICHE - BIOLOGIA - 2025

L' ipotesi idrotermale mira a spiegare le condizioni primitive in cui hanno avuto origine le prime forme di vita sul pianeta Terra, proponendo come scenario principale le sorgenti termali situate nelle profondità degli oceani.

Sono state localizzate una serie di sorgenti di acqua termale con temperature che raggiungono i 350 ° C, dove abitano una serie di fauna tipica di queste condizioni, come bivalvi, vermi, crostacei, poriferi e alcuni echinodermi (stelle marine e loro parenti).

Questa evidenza suggerisce che gli ambienti oceanici profondi erano probabilmente adatti all'origine della vita e le prime forme di vita erano microrganismi chemoautotrofi.

Inoltre l'acqua bollente ospita una serie di batteri chemiosintetici che estraggono la loro energia dalle sostanze solforose, abbondanti in questo tipo di ambiente.

I batteri chemiosintetici hanno funzioni di produttore negli ecosistemi, essendo la base della catena alimentare, analoghe al ruolo delle piante negli ecosistemi tipici.

Le idee relative all'ipotesi idrotermale iniziarono ad emergere all'inizio del 1977, quando il ricercatore Corliss fece osservazioni dirette nei sistemi idrotermali situati nelle Isole Galapagos.

Background e teorie alternative

Per diversi decenni, i ricercatori hanno proposto dozzine di teorie che cercano di spiegare l'origine della vita e l'ambiente favorevole in cui avrebbe dovuto svilupparsi. Come ha avuto origine la vita è stata una delle questioni scientifiche più antiche e controverse.

Alcuni autori supportano l'origine primaria del metabolismo, mentre i loro oppositori supportano l'origine genetica.

panspermia

A metà del 1900 il famoso scienziato Arrhenius propose la teoria della panspermia o la teoria cosmologica. Questa idea solleva l'origine della vita grazie all'arrivo di microrganismi spaziali da un pianeta dove la vita esisteva precedentemente.

Logicamente, la teoria cosmologica non fornisce idee che risolvono il problema, poiché non spiega come la vita extraterrestre abbia avuto origine su detto ipotetico pianeta.

Inoltre, non è molto probabile che le entità microscopiche che hanno colonizzato gli ambienti prebiotici siano sopravvissute alle condizioni dello spazio fino a raggiungere il pianeta Terra.

Modelli abiotici

I modelli abiotici propongono che la vita abbia avuto origine separatamente dalle "microstrutture" come forme di transizione tra le molecole organiche e le prime forme di vita. Tra i principali difensori di questa teoria ci sono Oparín, Sydney W. Fox e Alfonso F. Herrera.

Secondo Oparin e Haldane, i coacervati sono probionti precursori della vita, delimitati da una membrana plasmatica che consente l'interazione con il loro ambiente. Secondo gli autori, hanno avuto origine prima delle molecole che trasmettono l'informazione genetica: DNA o RNA.

Da parte loro, Stanley Miller e Harold Urey sono riusciti a costruire un sistema ingegnoso che imitava "l'atmosfera primitiva della vita". I componenti presenti nell'atmosfera ipotetica, molto diversi da quella attuale, sono stati in grado di sintetizzare molecole organiche essenziali per la vita (come gli amminoacidi) quando ad essa venivano applicati calore e tensione.

Fox è riuscita a ottenere microsfere di dimensioni simili a quelle dei batteri, sottoponendo gli amminoacidi a una fonte di calore.

Allo stesso modo, altri ricercatori hanno raggiunto la sintesi di molecole organiche utilizzando molecole inorganiche come materia prima, spiegando così l'origine della vita da un ambiente abiotico.

Mondo RNA

Un'altra posizione dell'origine della vita postula come evento principale l'apparizione delle molecole che contengono informazioni genetiche. Vari autori difendono l'origine della vita dall'RNA e sostengono che questa molecola sia servita da modello e catalizzatore allo stesso tempo.

La prova maggiore è l'esistenza dei ribosomi, molecole di RNA in grado di catalizzare le reazioni e, allo stesso tempo, di immagazzinare informazioni nella loro sequenza nucleotidica.

In cosa consiste?

L'ipotesi idrotermale propone questi ambienti acquatici estremi come il luogo adatto per la sintesi dei composti organici che hanno portato all'origine degli organismi viventi sulla Terra.

Gli autori di questa teoria si basano su fossili archeani, moderni sistemi di sfiato idrotermali sottomarini e osservazioni teoriche e sperimentali.

I sistemi idrotermici sono caratterizzati da flussi ad alta energia, un ambiente altamente riducente e abbondanti argille minerali, che sono superfici ideali per reazioni catalitiche. Inoltre, ha alte concentrazioni di CH ₄ , NH ₃ , H ₂ e metalli diversi.

L'ipotesi consiste nella conversione sequenziale di CH ₄ , NH ₃ , H ₂ in amminoacidi, questi in proteine ​​e quindi in polimeri più complessi, fino a raggiungere un metabolismo strutturato e organismi viventi.

L'esame dei fossili nelle rocce precambriane ha trovato strutture simili a cellule risalenti a circa 3,5-3,8 miliardi di anni fa in assemblaggi idrotermali sottomarini.

Contrariamente alle ipotesi precedenti, l'ipotesi idrotermale propone il calore come fonte di energia e non i raggi UV e le scariche elettriche, come modello della "zuppa primordiale". Inoltre, questo modello propone l'esistenza di gradienti ambientali in termini di temperatura, pH e concentrazione chimica.

Critiche alla teoria

Sebbene l'ipotesi idrotermale abbia diversi argomenti validi, non è universalmente accettata. Una delle critiche all'origine della vita in una sorgente termale è l'incongruenza e la mancanza di informazioni sui modelli geologici dell'era prebiotica.

Allo stesso modo, le molecole essenziali per lo sviluppo della vita - come gli acidi nucleici, le proteine ​​e le membrane - andrebbero incontro alla distruzione immediata, a causa delle alte temperature degli ambienti idrotermali.

Tuttavia, è anche probabile che le prime forme di vita fossero termostabili, simili agli organismi termofili che oggi abitano ambienti estremi.

D'altra parte, sorge un altro problema relativo alla concentrazione dei componenti. È improbabile che la vita possa essersi evoluta nella vastità degli oceani prebiotici, dove le biomolecole sarebbero altamente diluite e disperse.

Affinché un ambiente sia adatto all'origine della vita, deve favorire le interazioni tra le molecole, in modo che formino entità più complesse; non diluirli, come accadrebbe nell'oceano profondo.

I fautori della teoria idrotermale suggeriscono che la vita potrebbe aver avuto origine in aree delimitate che hanno impedito la diluizione di molecole di nuova formazione, come i crateri.

Riferimenti

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