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Biologia dell'abiogenesi

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Biologia dell'abiogenesi
Biologia dell'abiogenesi

Video: Biogenesi vs Abiogenesi (II parte) 2024, Luglio

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Anonim

Abiogenesi, l'idea che la vita sia nata dalla non vita più di 3,5 miliardi di anni fa sulla Terra. L'abiogenesi propone che le prime forme di vita generate fossero molto semplici e attraverso un processo graduale divennero sempre più complesse. La biogenesi, in cui la vita deriva dalla riproduzione di un'altra vita, era presumibilmente preceduta dall'abiogenesi, che divenne impossibile una volta che l'atmosfera della Terra assunse la sua composizione attuale.

Sebbene molti associno l'abiogenesi alla teoria arcaica della generazione spontanea, le due idee sono piuttosto diverse. Secondo quest'ultimo, si pensava che la vita complessa (ad es. Un verme o un topo) sorgesse spontaneamente e continuamente dalla materia non vivente. Mentre l'ipotetico processo di generazione spontanea è stato smentito già nel 17 ° secolo e decisamente respinto nel 19 ° secolo, l'abiogenesi non è stata né provata né smentita.

La teoria di Oparin-Haldane

Negli anni '20 lo scienziato britannico JBS Haldane e il biochimico russo Aleksandr Oparin avanzarono indipendentemente idee simili riguardo alle condizioni richieste per l'origine della vita sulla Terra. Entrambi credevano che le molecole organiche potessero essere formate da materiali abiogenici in presenza di una fonte di energia esterna (ad es. Radiazioni ultraviolette) e che l'atmosfera primitiva si stava riducendo (avendo quantità molto basse di ossigeno libero) e conteneva ammoniaca e vapore acqueo, tra gli altri gas. Entrambi sospettavano anche che le prime forme di vita apparissero nell'oceano caldo e primitivo ed erano eterotrofe (ottenendo nutrienti preformati dai composti esistenti sulla Terra primitiva) piuttosto che autotrofi (generando cibo e nutrienti dalla luce solare o da materiali inorganici).

Oparin credeva che la vita si sviluppasse da coacervati, microscopici aggregati sferici formati spontaneamente di molecole lipidiche che sono tenuti insieme da forze elettrostatiche e che potrebbero essere stati precursori delle cellule. Il lavoro di Oparin con i coacervati ha confermato che gli enzimi fondamentali per le reazioni biochimiche del metabolismo funzionavano in modo più efficiente se contenuti nelle sfere legate alla membrana rispetto a quando liberi in soluzioni acquose. Haldane, che non ha familiarità con i coacervati di Oparin, credeva che le molecole organiche semplici si formassero per prime e in presenza della luce ultravioletta diventassero sempre più complesse, formando infine le cellule. Le idee di Haldane e Oparin costituirono la base per gran parte della ricerca sull'abiogenesi che ebbe luogo nei decenni successivi.

L'esperimento di Miller-Urey

Nel 1953 i chimici americani Harold C. Urey e Stanley Miller testarono la teoria Oparin-Haldane e produssero con successo molecole organiche da alcuni dei componenti inorganici che si pensava fossero presenti sulla Terra prebiotica. In quello che è diventato noto come l'esperimento Miller-Urey, i due scienziati hanno combinato l'acqua calda con una miscela di quattro gas - vapore acqueo, metano, ammoniaca e idrogeno molecolare - e hanno pulsato "l'atmosfera" con scariche elettriche. I diversi componenti dovevano simulare rispettivamente l'oceano primitivo, l'atmosfera prebiotica e il calore (sotto forma di fulmini). Una settimana dopo Miller e Urey scoprirono che semplici molecole organiche, inclusi gli aminoacidi (i mattoni delle proteine), si erano formate nelle condizioni simulate della Terra primitiva.