ORIGINI DELLA VITA - CRONOLOGIA

1920 - LA ZUPPA PRIMORDIALE

1953 - L'ESPERIMENTO DI MILLER E UREY

L'RNA REPLICATORE

ANNI '60 - LE MICROSFERE

ANNI '80 - I CRISTALLI DI SILICE

ORIGINI EXTRATERRESTRI

ATTUALMENTE...

evolife.gif (19358 byte) INTRODUZIONE

STORIA

CRONOLOGIA

BIOGRAFIE

Indice di Storia delle Scienze Sperimentali

 

1920 - LA ZUPPA PRIMORDIALE Oparin - Haldane

Intorno al 1920, lo scienziato sovietico Alexander Oparin e lo scienziato inglese J. B. S. Haldane proposero indipendentemente l’uno dall’altro una prima ipotesi di una qualche rilevanza scientifica divenuta poi famosa con il nome della "zuppa primordiale" . Quest’idea riscosse grande successo e grazie ai suoi sviluppi nei primi anni ’50 il chimico Harold Urey venne insignito del premio nobel. Vediamo quest’idea schematicamente: l’atmosfera terrestre primordiale era composta da ammoniaca, metano, vapor acqueo, idrogeno con l’ossigeno molecolare praticamente assente. Lampi, radiazioni ultraviolette provenienti dal sole e calore vulcanico innescarono reazioni che portarono alla formazione di molecole di carbonio. Queste molecole si andarono accumulando negli oceani primordiali dando loro la consistenza di una zuppa diluita a temperatura elevata. Cambiamenti successivi portarono alla formazione della vita.

Critiche all’idea: la già menzionata composizione dell’atmosfera primordiale terrestre che studi successivi hanno dimostrato essere ricca in azoto, anidride carbonica e vapor acqueo. Anche ammettendo una composizione come quella proposta da Oparin Haldane, le molecole con atomi di carbonio non durerebbero a lungo nella zuppa prebiotica e si ritornerebbe ai composti di partenza.

1953 - L'ESPERIMENTO DI MILLER E UREY

Miller – Urey

Nel 1953 Stanley Miller, un giovane laureato dell’università di Chicago, ideò, sotto la guida del professor Harold Urey, un esperimento che catturò l’immaginazione del mondo biologico.

Miller si basò sulle idee di Oparin-Haldane per quanto riguarda la composizione dell’atmosfera terrestre primordiale e creò un apparato per testare se effettivamente si potesse arrivare alla formazione di molecole basilari per la vita.

L’apparato era un largo tubo di vetro piegato in modo da formare una sorta di rettangolo arrotondato. Miller introdusse all’interno del tubo acqua e uno miscela dei gas della "zuppa primordiale", ammoniaca, idrogeno e metano. Collegò poi degli elettrodi in modo da creare scintille all’interno del tubo. Lasciò il tubo in questa situazione per una settimana fino che si rese conto che il tubo si stava ricoprendo di una patina. Analizzando questa patina trovò trai suoi componenti piccoli quantitativi di due semplici aminoacidi, l’alanina e la glicina. Il mondo scientifico immediatamente diede grande risalto e supporto al risultato ottenuto da Miller.

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Critiche: nuovamente la miscela iniziale era quella di Oparin – Haldane, quindi con scarse o nulle probabilità di essere realistica.

Inoltre Miller non aveva presentato nessuna evidenza sul come gli aminoacidi formati si sarebbero dovuti replicare. Senza auto replica la vita non sarebbe potuta esistere.

Da tenere in considerazione che giusto in quegli anni (1953) Watson e Crick presentarono il loro lavoro (sottraendolo alla Rosemborg) sulla struttura del DNA.

L'RNA REPLICATORE Leslie Orgel

Orgel, nato nel 1927, laureatosi a Oxford nel 1949, Phd nel 1951, propose all’attenzione della comunità scientifica l’idea del RNA come replicatore. Secondo lo scienziato l’RNA si è in qualche modo formato nel mondo prebiotico.

RNA è rappresentabile come un lungo lato di una cerniera. Orgel era riuscito a dimostrare sperimentalmente che l’RNA si autoduplicava, ossia che si formava l’altro lato della cerniera, perfettamente speculare al primo. In questo modo si completava il primo stadio della duplicazione.

Critiche: anche in questo caso viene assunta come atmosfera terrestre primordiale quella di Oparin-Haldane. Inoltre le molecole di RNA, e quindi di DNA, sono talmente enormi e così complicate, che utilizzarle come punto di partenza per la vita sulla terra sembra essere azzardato. Per ottenere il lato di partenza della cerniera (non lo speculare) erano necessari enzimi. Gli enzimi (catalizzatori biologici) non sono nient’altro che proteine. E le proteine vengono sintetizzate grazie alle sequenze di informazioni riportate dal RNA. Quindi siamo al punto in cui il gatto si morde la coda.

ANNI '60 - LE MICROSFERE Sidney Fox

Essendo per Fox scarsamente probabile che l’RNA, e quindi il DNA, potessero, in atmosfera primordiale, sintetizzarsi in modo casuale, egli pensò alle proteine come precursori della vita sulla terra. Egli si immaginò grandi lagune piene di strutture simili a bolle chiamate microsfere. Ogni microsfera era composta da una sostanza chiamata proteinoide. Nel suo modello Fox ipotizzò che i proteinoidi fossero in grado di catalizzare reazioni chimiche e formare così superfici più esterne che si comportassero come una membrana cellulare. Le catene di aminoacidi potevano auto duplicarsi e quindi evolvere sino alla formazione del DNA e RNA. Le microsfere possedevano, tra l’altro, capacità per una sorta di riproduzione. Inoltre durante la fusione delle microsfere avveniva uno scambio dI materiale interno

Critiche: diversi tentativi di sintetizzare proteinoidi nel modo descritto da Fox hanno portato alla formazione di sequenze di aminoacidi molto lontani dalle proteine convenzionali. Tentativi di sintetizzare le microsfere si sono dimostrati solo parzialmente efficaci, in quanto esse tendono ad essere molto fragili ed instabili nel tipo di ambiente considerato.

ANNI '80 - I CRISTALLI DI SILICE Graham Cairns-Smith

Lo scozzese Smith ipotizzò agli inizi degli anni ’80 che i primi organismi viventi sulla terra non fossero basati su una struttura ad atomi di carbonio. Bensì una sorta di cristallo di argilla formatosi dal fango. Un essere fatto da cristalli di biossido di silicio. I cristalli di biossido di silicio (silice) formano il quarzo. La Mica è un minerale presente nella lava vulcanica costituito da cristalli di biossido di silicio. I cristalli sono interessanti perché sono il risultato dell’organizzazione naturale e spontanea di atomi in geometrie e disegni anche molto diversi. Noi sappiamo che i cristalli minerali hanno la capacità di crescere semplicemente agglomerandosi intorno ad un cristallo originario. Se la struttura si rompe, i frammenti dei cristalli possano continuare a crescere indipendentemente l’uno dall’altro, in una sorta di processo di auto replicazione. Alcuni particolari tipi di argille chiamate caoliniti hanno la proprietà di crescere in strati sottili. Smith sostiene che i cristalli di argilla hanno incominciato a crescere aggiungendo strati a loro stessi. La terra primordiale proposta da questa idea sarebbe stata popolata da comunità di argille in competizione tra loro per accaparrarsi la maggior quantità di materiale possibile per la crescita. Ad un certo punto questi esseri di argilla avrebbero incominciato ad incorporare molecole dalla struttura carbonica, e di seguito avrebbero sintetizzato il DNA o l’RNA.

Gli aspetti positivi di questa teoria stanno nel non fare assunzioni sull’atmosfera primordiale della terra. Inoltre si basa su una delle più semplici proprietà dei cristalli, l’abilità di crescere e riprodursi per frammentazione.

Critiche: non viene presentato il modo in cui il DNA o l’RNA dovrebbero essersi formati dall’argilla.

ORIGINI EXTRATERRESTRI Swante Arrhenius

Lo svedese Arrhenius fu uno dei primi sostenitori dell’idea che la vita sulla terra possa essere giunta da qualche distante pianeta.

Crick e Orgel

Anche Crick e Orgel proposero una idea collegata alla provenienza della vita da altri pianeti: "DIRECTED PANSPERMIA". Essi pensarono ad una distante civiltà, sviluppatasi al di fuori del nostro sistema solare. Trovandosi In pericolo di estinzione mandarono forme di vita primitive in ogni direzione dell’universo nella speranza che esse raggiungessero altri pianeti adatti alla vita.

Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe

Hoyle e W. Proposero anch’essi che le prime forme di vita ebbero origine al di fuori del nostro pianeta.

ATTUALMENTE... Situazione attuale

Scienziati della NASA hanno recentemente annunciato (marzo 2002) la creazione di aminoacidi, necessari per la vita, in un ambiente che riproduce le stesse condizioni dello spazio profondo. In un laboratorio del centro di ricerca Ames della Nasa nella Silicon Valley californiana, un gruppo di astrobiologi ha irradiato luce ultravioletta su "ghiacci" spaziali, simulando condizioni tipiche dello spazio interstellare. Il ghiaccio spaziale è comune ghiaccio d’acqua al cui interno sono presenti semplici molecole. I ricercatori, dopo l’irraggiamento, hanno verificato la presenza di aminoacidi, in particolare glicina, alanina e serina. Questo testimonia che gli aminoacidi possono essersi formati dovunque nell’universo, dovunque ci siano stelle e pianeti. A conferma di ciò è stata verificata la presenza degli stessi aminoacidi in alcune meteoriti cadute sulla terra. Il fatto che gli aminoacidi si possano essere formati ovunque aumenta le possibilità che la vita si possa essersi sviluppata anche in altre parti dell’universo.

 

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