Lo stato dell'arte delle teorie sull'origine della vita

L'origine della vita sulla Terra è ancora un mistero. E non perché si sappia troppo poco, ma perché non si riesce a decidere quale abbia effettivamente avuto  luogo tra i diversi meccanismi che, secondo le ipotesi e i risultati sperimentali, sono in grado di sostenere l'emergere di composti organici, la loro autoreplicazione e infine l'integrazione in una cellula biologica del materiale genetico. È questa la sintesi dello stato dell'arte sulle teorie dell'origine della vita proposta da Jimmy Gollihar dell'Università del Texas a Austin e colleghi dell'Albert Einstein College of Medicine a New York, in un articolo di commento pubblicato su “Science”.

La primissima fase del lungo cammino dello sviluppo di organismi biologici sul nostro pianeta è la formazione di composti organici, cioè di molecole formate da atomi di carbonio, uniti ad altri elementi come idrogeno, ossigeno e azoto. Negli anni cinquanta del Novecento, il processo fu riprodotto in laboratorio da Stanley Miller, dimostrando che una serie di scariche elettriche, protratte per alcuni giorni, in un'ampolla contenente idrogeno, metano, vapore acqueo e ammoniaca è in grado d'innescare reazioni chimiche che danno come prodotti alcuni composti organici fondamentali. Il risultato è stato considerato storicamente una dimostrazione che lo stesso processo sia potuto avvenire nell'atmosfera primordiale, formata dagli stessi gas presenti nell'ampolla e priva di ossigeno, per effetto di fulmini.

Modello molecolare di ribozima hammerhead (© LAGUNA DESIGN/Science Photo Library/Corbis)
Modello molecolare di ribozima hammerhead (© LAGUNA DESIGN/Science Photo Library/Corbis)

Ricostruita coì a grande linee la sintesi prebiotica dei composti organici, si apre però il problema di delineare un meccanismo plausibile per l'inizio dell'autoreplicazione delle molecole. Negli ultimi anni, sottolineano Gollihar e colleghi, molti lavori teorici e sperimentali sono stati dedicati ai ribozimi, corte molecole a RNA in grado di catalizzare alcune reazioni chimiche e, in opportune condizioni, anche la propria stessa sintesi. Una volta che sulla Terra primordiale si sono resi disponibili alcuni composti organici fondamentali, secondo Gollihar, è plausibile che si sia potuta innescare la sintesi dei ribozimi. 

Questa ipotesi è supportata da alcuni risultati fondamentali. Nel 2011 un articolo apparso su “Science” a firma di Aniela Wochner e colleghi ha dimostrato che è possibile ingegnerizzare un ribozima per renderlo in grado di generare trascritti di RNA abbastanza lunghi da avere una propria capacità catalitica. Non si tratta a rigore di una dimostrazione di autoreplicazione, ma nel 2012 su "Nature" è apparso un altro risultato di grande rilievo: miscele di frammenti di RNA sono in grado di autoassemblarsi in ribozimi autoreplicanti.

Questi e altri risultati supportano il modello del cosiddetto “mondo a RNA”, secondo la definizione coniata nel 1986 dal Premio Nobel per la chimica Walter Gilbert. Questo modello prevede una fase della vita sulla Terra precedente all'evoluzione del DNA e basata sull'RNA come molecola in grado contemporaneamente di contenere l'informazione genetica e di autocatalizzare la propria sintesi. 

 

In questa ricostruzione mancherebbe solo una buona possibilità dei "mattoni elementari" da cui sintetizzare l'RNA, in particolare lo zucchero ribosio. E qui s'incontrano notevoli difficoltà teoriche. Con processi prebiotici, infatti, il ribosio si può sintetizzare in quantità limitate, e la sua vita media in ambiente acquoso è estremamente breve. Da ciò discendono due spiegazioni alternative: il ribosio si è formato in condizioni desertiche, come quelle della superficie di Marte, oppure l'RNA primordiale faceva a meno del ribosio (era una sorta di pre-RNA). 

Un'alternativa molto distante concettualmente a questo ruolo preminente delle molecole di RNA è quella nota come modello “prima il metabolismo” che prevede la distinzione tra le molecole in grado di replicarsi e quelle in grado di contenere l'informazione genetica. Secondo questo secondo modello, formulato per la prima volta nel 1924 dal biologo russo Aleksandr Oparin, prima dell'evoluzione degli acidi nucleici RNA e DNA sarebbero esistite delle vescicole primitive prive di materiale genetico in grado comunque di autoreplicarsi. In termini attuali e più precisi, ricostruire l'origine della vita in questo contesto equivale a ipotizzare dei percorsi primordiali di fissazione del carbonio. Un'esempio di questo tipo di processi viene dai batteri detti metanotrofi che utilizzano esclusivamente il metano come fonte di carbonio e che vivono nelle condizioni estreme presenti nelle fonti idrotermali. 

In definitiva, spiega Gollihar, il merito dell'esperimento orginale di Miller è stato quello di aver individuato un percorso plausibile per l'origine della vita sulla Terra, le cui singole fasi attendono di essere chiarite con le moderne tecniche sperimentali. L'altro grande capitolo, quello della cellularizzazione del materiale genetico, è invece un ambito ben al di là delle speculazioni che attualmente è possibile formulare.

Commenti: 12 (Discussione conclusa)
  • #1

    Franz (sabato, 18 gennaio 2014 09:12)

    Fino adesso nessuno è mai riuscito a riprodurre il meccanismo che ha portato alla vita.
    La parte di strada che partendo dagli amminoacidi ha portato alla vita rimane ancora avvolta nel mistero.

  • #2

    Franco (sabato, 18 gennaio 2014 09:24)

    Qualcuno più grande di noi ha messo insieme tutto.

  • #3

    IBelive (sabato, 18 gennaio 2014 09:42)

    Non sappiamo com'è nata la vita qui e pretendiamo di sapere se c'è vita negli altri posti dell'universo. Certo che c'è!

  • #4

    Malles (sabato, 18 gennaio 2014 11:42)

    @ Franco :"Qualcuno più grande di noi ha messo insieme tutto."

    Partendo dagli aminoacidi fino alla "sostanza " fatta uomo, ben poco sappiamo. Come pure delle possibilità divine nell'uomo. Nulla di SICURO, di preciso, di irrefutabile sappiamo, ancora troppo poche ed incerte sono le traccie-puzzle-biologiche,ottenute o rinvenute rinvenute.

    Non c'è niente di più contrastante del concetto della divinità, caro Franco,così come ci è stato inculcato dalle religioni o dalla scienza basata esclusivamente sulla biologia genetica e sull'antropologia derivante. Dando così all'uomo l'idea che in qualsiasi momento della sua vita, possa arrivare a sapere tutto circa la creazione e i mattoni che la compongono, vale a dire come conoscere l'ASSOLUTO.

    Secondo tale concetto, l'individuo giunge così a porsi su un piano di rivalità con l'Onniscente Creatore dell'universo, e ciò dimostra un'arroganza (si legge un pò in ogni dove) di conoscenza quasi totale del mondo fisico, questo oltre che arrogante è anche stupido, ciò dovrebbe essere cacciato dalla sua mentalità, quando si sa bene che NON è in grado ancora di guarire un raffreddore...

    Mai come adesso c'è una ricerca in questo campo, in parallelo ci vorrebbero anche scienziati senza tanti dubbi sulle possibilitè divine dell'uomo. Mai come ora a mio avviso si avverte la neccessità di uomini eccelsi, oltre che in scienza, anche in campo spirituale.

    Nessun tesoro di questo mondo potrà mai vincere la grande febbre della nostra mente verso la ricerca della spiegazione della propria esperienza in terra. L'enorme peso di questo impenetrabile mistero, con le domande che la ragione si pone,come ad esempio le sofferenze subite, la travagliata ascesa evoluzionistica, il dolore che si prova davanti alle ingiustizie di questo mondo, la delusione che portano i sogni infranti e dalle speranze che non si avverano, l'afflizione dovuta alla separazione di persone care, il timore delle malattie,il deperimento e la morte...

    Tutto questo si dileguerebbe come nebbia davanti al nostro sole interiore, davanti alla scoperta dell'esistenza di un più intimo centro che risiede dentro di noi stessi. La ricerca e il ritrovamento di questo centro ci trasformerebbe, avremmo lo sguardo rivolto verso lo splendore e la gloria del regno dello spirito. Questa ricerca porta a sacrifici di mentalità ribaltata , di tempo e di eventuali dileggi, per questo infischiandoci voltiamo sempre pagina...

  • #5

    Pirullo (sabato, 18 gennaio 2014 20:14)

    Quanto abbiamo ancora da imparare!

  • #6

    Scettico (domenica, 19 gennaio 2014 11:42)

    Malles hai fatto un polpettone new Age come tuo solito. Accomuni fede e scienza in modo furbo facendo finta di parlare male dell'una e dell'altra..ti sfugge che la scienza non ha niente a che vedere con la visione del mondo indottrinata e imposta che tu sostieni di combattere se mai il contrario mette la luce nelle contrapposizioni ideologiche proprie di tutte le religioni. Tu arrivi e dai finta che siano dalla stessa parte.

    Il sole interiore e il regno dello spirito sono programmi che non sfigurano in un convegno sul potere della mente e l'agopuntura.
    L'ascesa evoluzionistica è una cosa seria non ho idea che tu sappiamo cosa sia realmente se la metti insieme al concetto di turbativa dell'anima. La morte è un concetto scientifico non parafisico. Infatti quando si cerca la vita eterna si agisce sul Pcg-1 per invertirne il processo. Non siamo Le drosofile geneticamente modificate ma per crepare dopo non dobbiamo lagnarci sull'anima ma piegarci alla scienza.

  • #7

    Lorenzo (domenica, 19 gennaio 2014 16:16)

    La scienza non ha tutte le risposte.
    Per la religione è più semplice fornire una spiegazione senza prove, poichè fondata sulla convinzione personale condivisibile, ma impossibile da dimostrare.
    E' per questo che esiste la religione; Essa sprona la scienza a non demordere nel ricercare una spiegazione a cio che ancora non conosce e che tuttavia non può escludere, perchè capire è fondamentale nel suo percorso conoscitivo.

  • #8

    Malles (domenica, 19 gennaio 2014 18:05)

    Mi meraviglio caro Scettico che una persona intelligente par tuo fraintenda sempre tutto, ma forse si spiega con la volontà di fraintendere volutamente...Se ne trarrai giovamento, posso assicurarti che MAI ho avuto affinità con New Age e C. Ho solo detto la mia considerando giusta la posizione dell'utente Franco, se vuoi completo il quadro delle mie convinzioni anche (e soprattutto) in rapporto alle mie esperienze del tutto personali,convinzioni verso un Grande Architetto Universale. Allo scopo mi vengono in soccorso certe risoluzioni scientifiche, NON paglia.

    Dico ( ne sono convinto ) semplicemente che c'è qualcosa al di là della materia e dei suoi composti organici, quel qualcosa che è insieme nulla e tutto, nella definizione di Pleroma (NON confonderlo con il tessuto interno delle radici e del fusto delle piante...)

    Parlando di evoluzione biologica e dandole voce con prove scientifiche sperimentali, fino al punto di raggiungere la negazione di un creatore, è una mistificazione culturale gravissima che non giova alla scienza. Cercherò di spiegarmi meglio indicando il mondo che ci circonda, retto da leggi immutabili e in gran parte sconosciute, ma universali e immutabili.

    Resta indispensabile unire ad una palese evoluzione biologica, anche, direi soprattutto una meno arcaica dogmatica posizione di privilegio scientifico, a discapito di una evoluzione culturale innovativa, moderna e di più ampie vedute verso quella spiritualità che ci supporta e ci completa come esseri raziocinanti. NON basta affidarsi a Talete e alla sua pura logica, o legando questa stessa logica ai numeri di Pitagora. Il nostro mondo (cosmo e microcosmo) deve (per forza) pensare anche ad una Logica Sovrumana e Fondamentale. Chiamiamo pure questa logica come più ci aggrada, certi però della sua esistenza.

    Bisogna pur chiederci (sia come scienza e sia come piccoli uomini) perchè la materia si comporta in un determinato modo, è veramente tutto casuale? Perchè le cose hanno una massa? COSA tiene INSIEME la materia? Perchè lo spazio NON è vuoto? Come fa la materia a mantenere le sue forme? Come funziona la forza di gravità? dico le prime che mi vengono in mente, ma non dubito che questo elenco tu lo potresti allungare...

    Prendi in considerazione un solo protone, che è come misura decimi di milionesimi di miliardesimi per cm. Considera che un granello di polvere contiene in se miliardi e miliardi di protoni e che in ogni sua componente vi sono immesse TUTTE le leggi fondamenteli della natura, anche solo questo dovrebbe farti riflettere sull'esistenza di una Entità Supremamente incredibile. Termino con il protone che poi NON è neanche l'ultimo pezzettino di materia perchè pur essendo così piccolo, contiene a sua volta altre cose. nel suo insieme rappresenta un universo lui stesso, l'universo subnucleare.

    Nonostante tu sia contrario ad ogni pensiero che va verso la spiritualità insita in ogni uomo, nondimeno abbi coscienza, (perchè non dubito del tuo sapere questo e altro) di come la scienza vada lentamente a scoprire che questo universo subnucleare ci insegna che noi tutti siamo fatti a partire da protone, neutrone ed elettrone e di questo tutto è composto dai fiori alle rocce, dall'acqua all'aria e che questa composizione va al di là delle semplici combinazioni concatenanti. Fidati almeno di Einstein quando diceva che : Dio non gioca a dadi...

  • #9

    Veganovero (lunedì, 20 gennaio 2014 02:26)

    Perchè demolire la spiritualità che è un componente basilare della vita gente. Diceva qualcuno che noi siamo fatti della stessa sostanza dei sogni ebbene è vero non possiamo essere solo pura carne. Io mi chiedo come mai di tutto il DNA che abbiamo è attivo è solo il 4%, mentre ancora non si conoscono le caratteristiche e le funzioni del restante 96%. Cosa si nasconde nel DNA spazzatura forse la nostra dimensione più eterea. La scienza non ha tutte le risposte giusto non inchinarsi a tutte le sue spiegazioni.

  • #10

    Franz (lunedì, 20 gennaio 2014 08:32)

    Certo la scienza non è in grado di spiegare tutto ma nemmeno la religione.
    Purtroppo la scienza non è in grado di fornire risposte semplici a differenza della religione dato che questa è basata sulla realtà.

  • #11

    Z3r0 (lunedì, 20 gennaio 2014 09:53)

    Bella Malles !!!

  • #12

    Astroboy (lunedì, 20 gennaio 2014 12:06)

    L’evoluzione nel senso di una comune discendenza può essere vera, ma l’evoluzione nel senso neo-darwiniano presa cioè come processo di variazione causale e selezione materiale non lo è affatto. Un sistema di pensiero che neghi o tenti di confutare la palmare evidenza di disegno biologico è ideologia, non scienza. Grandi scienziati come Zicchichi non vedono impossibile un disegno superiore che si abbini a una visione scientificamente coerente ella societa.