1.b.2 – Come è avvenuto il passaggio dalla materia alla vita?

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8 Marzo 2009 — Riccardo Sabellotti - Giacinto Sabellotti

chimico

          

Come è avvenuto il passaggio dalla materia alla vita?

L’inizio del sistema solare e la formazione della Terra vengono fatti risalire a circa 4,5 miliardi di anni fa e si stima che sia stato impiegato circa un miliardo di anni per sviluppare progressivamente tutte le condizioni necessarie alla comparsa della vita.
In origine, quello che oggi definiamo pianeta Terra era una sfera infuocata di lava fusa; tale sfera si trovò posizionata a una distanza dal Sole molto conveniente: abbastanza lontana affinché potesse svolgersi il processo di raffreddamento e di condensazione, allo stesso tempo abbastanza vicina da impedire ai gas atmosferici di rimanere congelati.
La Terra aveva inoltre una dimensione sufficiente a trattenere un’atmosfera gassosa e conteneva gli elementi chimici fondamentali per l’apparizione della vita.
Dopo 500.000 anni di raffreddamento graduale, il vapore che riempiva l’atmosfera condensò e per migliaia di anni caddero sulla Terra delle piogge torrenziali che formarono gli oceani. Durante il periodo di raffreddamento, il carbonio, l’elemento chimico fondamentale della vita, si combinò rapidamente con idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e fosforo e generò una immensa varietà di composti chimici. Tali sei elementi sono ancora oggi i costituenti chimici principali di tutti gli organismi viventi.
Le ricerche più recenti sull’origine della vita non si basano più su eventi improvvisi e particolari come, ad esempio, un fulmine estremamente potente o l’inseminazione da parte di molecole portate da meteoriti; tali ricerche studiano oggi l’evoluzione dei sistemi viventi come sistemi capaci di auto organizzarsi; si considera cioè che l’ambiente costituitosi sulla Terra in quei tempi lontani abbia favorito la formazione di molecole complesse, che alcune di esse divennero i catalizzatori di una serie di reazioni chimiche e che queste portarono progressivamente alla formazione di strutture cellulari.
L’astrofisica e la geologia ci indicano che a quel tempo l’aspetto della Terra doveva essere molto diverso da quello attuale; in particolare nella composizione chimica dell’atmosfera e in quella dei mari. Allora come ora il pianeta poteva apparire come un mosaico di ambienti diversi per temperatura, umidità, tipo di terreno, altitudine o profondità, concentrazione chimica delle varie sostanze presenti nell’acqua o nel suolo, ecc..
La moderna biochimica ci spiega che in tali condizioni si formano delle molecole, dette organiche, che combinandosi fra loro oggi costituiscono i corpi degli esseri viventi; inoltre, in un ambiente favorevole, che anche in ere remote si poteva trovare da qualche parte sulla Terra, tali molecole reagiscono spontaneamente fra loro formando composti più complessi, si accumulano e raggiungono la giusta concentrazione per la vita. Bisogna considerare che i suddetti composti sono costituiti da un grande numero di atomi e ciò porta a un numero smisurato di possibili varietà; in tale varietà, con il passare dei millenni, è plausibile che siano comparse particolari molecole in grado di provocare molte reazioni chimiche ancora oggi fondamentali per gli esseri viventi, nonché altre molecole, oggi note, capaci di produrre copie di sé stesse.
Tali molecole sono dunque in grado di riprodursi, cioè di nascere dai propri simili, e come tutte le altre molecole possono disgregarsi e quindi morire; presentano pertanto le principali peculiarità degli esseri viventi.
Vi sono anche altre due caratteristiche tipiche degli esseri viventi: una grande varietà di caratteri diversi in grado di favorire o meno il processo riproduttivo e la possibilità di mutazioni, cioè quanto basta per innescare la selezione naturale e l’evoluzione biologica.
Per il seguito della storia della vita fu di grande importanza lo sviluppo di due caratteristiche: le membrane e l’uso del DNA. Le membrane, che ancora oggi avvolgono le nostre cellule, hanno una struttura chimica di base molto semplice e furono il prodotto di una delle tante reazioni chimiche sopra citate. Tali membrane formano spontaneamente delle microscopiche bolle dentro le quali si crea un ambiente protetto, che mantiene la giusta concentrazione chimica per i processi vitali della complessa comunità di molecole viventi.
Tali processi, sempre più complessi, iniziarono ad essere gestiti utilizzando catene di amminoacidi che con il tempo, mutazione dopo mutazione, costituirono il DNA.
Queste ormai complicatissime strutture avevano a loro volta tutte le caratteristiche tipiche dei viventi, esistono ancora oggi in mille forme e sono genericamente chiamate batteri.

Sulla cresta dell'onda

APPROFONDIMENTI
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  CATALIZZATORE,  CELLULA,  GEOLOGIA,  METEORITE,
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12 Commenti per “1.b.2 – Come è avvenuto il passaggio dalla materia alla vita?”

  1. Gilberto il Valligiano ha detto:

    Ma quanti sono 4,5 miliardi di anni? E’una quantità veramente difficile da percepire considerato quella che può essere la nostra esperienza di vita.

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  2. Carlotta da Camerino ha detto:

    Certo che di fronte a questi numeri non si può non rimanere impressionati e sentirsi piccoli piccoli…

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    • Petronilla la Sottile ha detto:

      Senza però dimenticare che tante piccole gocce formano un oceano.

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  3. Gismondo il Malagrotta ha detto:

    Non avevo mai sentito parlare di questa interessantissima ricerca sull’autogenesi nei milioni di anni e, avendo visto sul link del palco d’onore che le ricerche di Oparin risalgono al 1924, sempre di più mi convinco sulla necessità di ammodernare i programmi scolastici. Viva la rete!

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  4. Morias Enkomion ha detto:

    Perdonatemi ancora: che la terra contenesse gli elementi chimici fondamentali per l’apparizione della vita non e’ del tutto corretto. L’acqua, per esempio, sembra che sia stata portata dalle comete ghiacciate. Non e’ inoltre stato spiegato, elemento fondamentale, che ancora non abbiamo ALCUNA idea di come si sia formata o di come sia arrivata la vita sulla Terra. La teoria attualmente piu’ accreditata e’ quella della panspermia, che suggerisce che i semi della vita siano sparsi per l’Universo, e che la vita sulla Terra sia iniziata con l’arrivo di detti semi e il loro sviluppo. Per saperne di piu’:
    http://it.wikipedia.org/wiki/Panspermia

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    • Guglielmo l'Eclettico ha detto:

      Ringrazio Sir Morias Enkomion per aver indicato un link a supporto del propio commento. Questa tavola rotonda vuol essere un luogo di confronto, ma anche di approfondimento comune, usiamo tutti “li congegni telematici” e liberiamo i piccioni.

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    • Ildebrando il Villico ha detto:

      Le teorie sull’origine della vita sono ancora in fase di sperimentazione, nessuna di esse ha ancora un solido fondamento scientifico ovvero basato su dati oggettivi e prove ripetibili. Chiamarle teorie scientifiche può essere fuorviante poiché la parola tende a dar loro una validità e affidabilità che ancora non hanno. Questo vale anche per quelli come me, a cui risulta che da alcuni anni la teoria più accreditata sia invece qualla basata sull’evoluzione dei ribozimi in RNA. La teoria è diversa ma il risultato è lo stesso siamo ancora a livello di supposizioni in gran parte ancora da confermare. Dobbiamo anche ammettere però che rispetto a pochi anni fa, quando gli studiosi sembravano brancolare nel buio, è stato fatto un notevole salto di qualità. Oggi di idee ce ne sono parecchie da vagliare e qualche piccola conferma è già arrivata ma c’è ancora molto da lavorare. Per approfondimenti:
      http://it.wikipedia.org/wiki/Origine_della_vita oppure http://www.geocities.com/biochimicapertutti dove si può leggere gratuitamente il libro di Bruna Tadolini “Dal Big Bang a Dio” dove la teria dei ribozimi viene descritta con grande cura.

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      • Morias Enkomion ha detto:

        Dobbiamo pero’ distinguere tra teorie che spiegano l’origine della vita sulla Terra e teoria che spiegano l’origine della vita. Il fatto che la vita sulla Terra possa avere un’origine extraterrestre, secondo la teoria della panspermia, non risponde ovviamente alla domanda su come e dove sia nata la vita.

        In effetti dovremmo anche domandarci cos’e’ vita, visto che anche sulla definizione di ‘vita’ le idee non sono chiarissime e si dibatte sull’esistenza di forme di vita non basate sul carbonio.

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      • Nazarina da Fiastrone ha detto:

        E’ giusto approfondire tutte le conoscenze e quindi è bene che qualcuno si preoccupi pure di capire come si sia originata la vita e cosa si intende per vita, ma nel frattempo è bene che qualcun altro si preoccupi di rendere migliore la vita (definiamola per adesso convenzionalmente così) di questi “inconsapevoli” umani nelle loro limitate possibilità.

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        • Morias Enkomion ha detto:

          Credo che sia piu’ corretto un approccio buddista: ogni forma di vita ha la stessa dignita’. Dobbiamo cercare di migliorare la vita presente sul nostro pianeta, non solo di noi esseri umani 🙂

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          • Nazarina da Fiastrone ha detto:

            Giusta precisazione, anche perché la qualità della vita degli umani non può prescindere da quella dell’intero habitat (anche se molti si preoccupano del loro effimero benessere odierno, senza preoccuparsi già di cosa succederà domani, ma vivere alla giornata significa avere una buona qualità di vita?)

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  5. Morias Enkomion ha detto:

    Queste sono problematiche basilari che spesso non vengono considerate. La massimizzazione del ‘profitto’ di breve termine, per usare un termine aziendale, va spesso contro la massimizzazione di lungo termine. Non pensare al futuro comporta lo sfruttamento scriteriato di tutte le risorse.
    La domanda che mi sorge e’: e’ possibile che siano tutti idioti?
    Oppure c’e’ un’altra ragione in questa apparente idiozia collettiva?

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