Nelle condizioni attuali, Louis Pasteur dimostrò che la vita può provenire solo da vita preesistente. Le idee moderne sull’origine della vita seguono la suggestione di Oparin che la vita ha avuto origine in un’atmosfera riducente composta daH2, CH4, NH3 e H2O. Miller dimostrò che gli aminoacidi potevano sorgere spontaneamente in una tale atmosfera e che le proteine semplici probabilmente nacquero da tali aminoacidi. Le origini della replicazione del DNA e della sintesi proteica di tipo moderno sono attualmente oggetto di diverse teorie in competizione.
Generazione spontanea: Teoria prevalente prima di Pasteur, secondo la quale la vita potrebbe nascere facilmente e spontaneamente dalla non vita.
Francesco Redi (1600): Confutò la generazione spontanea delle mosche; dimostrò che le larve provenivano da piccole uova, non da carne in decomposizione.
Invenzione del microscopio (intorno al 1700):
Portò alla scoperta dei batteri. I primi esperimenti, difettosi a causa della scarsa sterilizzazione, sembravano dimostrare che i batteri potevano nascere da materia non vivente.
Louis Pasteur (anni 1860): Perfezionò le tecniche di sterilizzazione e mise in atto tutti gli esperimenti precedenti. Dimostrò che il brodo adeguatamente sterilizzato sarebbe rimasto sterile se i batteri fossero stati esclusi, ma che l’aria ordinaria conteneva batteri che potevano contaminare il brodo a meno che non fossero prese precauzioni. Questo portò alla teoria della biogenesi – la vita può avere origine solo dalla vita preesistente.
Alexander Oparin (1930): Propose che l’origine della vita era impossibile nelle condizioni attuali, ma che la vita era nata spontaneamente in condizioni molto diverse sulla Terra primitiva (abiogenesi primaria). Egli postulò che la vita potesse avere origine solo in un’atmosfera riducente ricca di idrogeno, che secondo lui conteneva idrogeno (H2), metano (CH4), ammoniaca (NH3) e vapore acqueo (H2O). J.B.S. Haldane propose una teoria simile indipendentemente, ma la maggior parte degli scienziati ignorò queste idee fino agli anni ’50.
S.L. Miller (1950): Testò le idee di Oparin combinando H2, CH4, NH3 e H2O in un apparato sterile in cui poteva introdurre una scintilla per simulare un fulmine. Dopo aver fatto circolare questa miscela per diversi giorni, analizzò i prodotti e trovò molti aminoacidi, alcuni piccoli peptidi e altri composti organici.
Evoluzione chimica e origine della vita: Le idee attuali sull’origine della vita si basano sulla teoria Oparin-Haldane dell’evoluzione chimica, in cui la vita è sorta gradualmente in un’atmosfera riducente.

  • Il sistema solare si è probabilmente formato da una nebulosa vorticosa, che si è formata nel sole al centro e i pianeti perifericamente.
  • Gli amminoacidi hanno probabilmente avuto origine in un modo simile alle reazioni dell’esperimento di Miller. I composti si sono dissolti negli stagni e negli oceani primitivi, formando una “zuppa calda e diluita”.
  • Proteine e DNA possono formarsi come polimeri collegando insieme unità più piccole, ma non fino a quando le unità più piccole sono concentrate. Sono stati suggeriti diversi meahcnismi di concentrazione (pozze di marea, superfici cristalline, goccioline simili a bolle, ecc.
  • Le molecole fatte senza vita sono di solito simmetriche o hanno proporzioni uguali di forme destre e sinistre, ma i sistemi biologici contengono per lo più molecole asimmetriche. Gli aminoacidi prodotti dagli organismi sono per lo più della forma L- (sinistra), ma esperimenti come quello di Miller hanno dato aminoacidi destri e sinistri in proporzioni uguali. L’asimmetria molecolare è una proprietà importante della vita, ma non sappiamo esattamente quando o come è sorta.
  • Ad un certo punto, i sistemi biologici hanno formato minuscole goccioline con superfici simili a membrane di lipidi o proteine. Diverse autorità hanno immaginato diversi tipi di goccioline, chiamandole “coacervati”, “microsfere”, “protobionti”, ecc.
    Una volta formate queste goccioline, il loro contenuto poteva raggiungere concentrazioni molto diverse da quelle prevalenti all’esterno o tra di loro (avevano individualità). Alcune erano sicuramente più stabili di altre, ed erano favorite dalla “protoselezione”, soprattutto se potevano aumentare di dimensioni e frammentarsi in goccioline più piccole, una forma primitiva di riproduzione.
  • La sintesi proteica era sicuramente molto più semplice in origine di quanto lo sia ora e probabilmente era molto meno affidabile nel perpetuare l’uniformità. L’attività enzimatica può aver avuto origine per caso. Le origini della replicazione del DNA sono oscure. Alcuni biochimici credono che la replicazione del DNA sia avvenuta prima della sintesi proteica, ma la maggior parte favorisce il punto di vista “prima le proteine”, in cui RNA e DNA furono inizialmente selezionati per il loro ruolo nel rendere più affidabile la sintesi proteica.

Esobiologia: La ricerca della vita altrove, al di fuori del pianeta Terra.Ad oggi, esistono molte prove per la sintesi in stile Miller di aminoacidi, basi azotate e altri composti altrove nel nostro sistema solare. Non sono ancora state trovate prove certe che la vita si sia formata altrove, tranne che sulla Terra, ma molti scienziati pensano che tali origini siano molto probabili.

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