Teoria Chemosintetica: l'emergere della vita sulla terra

La teoria chemiosintetica, nota anche come teoria della biosintesi o teoria fisico-chimica dell'origine della vita, si basa sull'ipotesi che la vita sul nostro pianeta sia originata dal raggruppamento (sintesi) di molecole molto primitive all'origine del tempo e che stavano diventando più complessi fino a formare le prime cellule.

Questa teoria fu sviluppata quasi contemporaneamente - tra il 1924 e il 1928 -, ma separatamente dagli scienziati Alexander I. Oparin (biochimico russo) e John BS Haldane (biologo inglese), confermando la teoria del Big Bang e sconfiggendo la teoria di la generazione spontanea, convinzione prevalente fin dall'antichità.

Tra i contributi al lavoro di questi due scienziati, spicca la partecipazione del farmacista messicano Alfonso Luis Herrera, che ha condotto studi sull'origine e l'evoluzione della vita sulla terra e che è considerato il creatore della plasmogenesi, una scienza che studia l'origine del protoplasma, cioè l'origine della vita.

I suoi studi furono pubblicati all'estero e servirono come base per Oparin e Haldane per sviluppare la loro teoria che era anche informata da studi geologici, paleontologici e biochimici.

Al momento, la teoria chemiosintetica è la più accettata dagli scienziati. Spiega l'origine della vita dall'evoluzione chimica e dai fenomeni fisici della materia.

La teoria chemiosintetica: come è nata la vita sulla terra?

Secondo la teoria del Big Bang, la Terra è emersa circa 5.000 milioni di anni fa da una nube di gas idrogeno. Contemporaneamente sono nati il sole e gli altri pianeti del sistema solare.

All'inizio, la temperatura della terra era estremamente alta, ma a poco a poco si raffreddò e iniziarono a formarsi gli oceani primitivi.

A quel tempo, l'atmosfera era molto diversa da quella attuale. Predominarono vapore acqueo, metano, ammoniaca, anidride carbonica e idrogeno.

A differenza di quanto accade ai nostri giorni, in quella fase iniziale non c'era stato lo strato di ozono, quindi tutti i tipi di radiazioni raggiungevano la superficie della terra, compresi i raggi ultravioletti e infrarossi.

Inoltre, c'era molta energia prodotta da continue eruzioni vulcaniche, fulmini e fulmini.

In questo scenario è molto probabile che i primi composti organici in questi oceani primitivi, tra cui carboidrati, lipidi e alcuni aminoacidi, siano stati formati e distrutti ancora e ancora fino a quando, alla fine, hanno trovato una certa stabilità ad evolversi.

Per milioni di anni queste sostanze sono state combinate chimicamente l'una con l'altra, formando sostanze sempre più complesse che sono state delimitate da una membrana.

A queste sostanze, Oparin li chiamò protobionts. La sua esistenza durò per milioni di anni e, con il passare del tempo, acquisì le caratteristiche degli esseri viventi, svolgendo funzioni come la nutrizione e l'escrezione. Cominciarono anche a riprodursi, il che implicava l'aspetto degli acidi nucleici che portano l'informazione genetica.

Evolutivamente, i protobioniti hanno preceduto le prime cellule semplici e semplici che sono emerse migliaia di anni dopo. Si ritiene che i primi esseri viventi apparsi sulla terra fossero molto simili ai batteri.

Questi esseri originali estremamente semplici si stavano evolvendo e diventando sempre più complessi fino a diventare organismi multicellulari.

Il contributo di Miller e Urey

Nel 1953, i chimici americani Stanley L. Miller e Harold Clayton Urey tentarono di riprodurre in laboratorio le condizioni suggerite da Oparin e Haldane nella loro teoria. Miller e Urey crearono un apparato in cui riproducevano le condizioni della terra primitiva posta dalla teoria chemiosintetica.

L'apparecchio consisteva di diversi contenitori collegati tra loro. Al fine di ricreare le condizioni dell'atmosfera primordiale della terra, questi scienziati hanno collocato nei contenitori due elettrodi, acqua, metano, ammoniaca e idrogeno.

Attraverso gli elettrodi hanno prodotto scosse elettriche che hanno fatto volare scintille simili a quelle generate dai fulmini.

L'acqua che simulava gli oceani primitivi fu portata al punto di ebollizione. Introdusse una moltitudine di molecole inorganiche da cui dovrebbero essere formati esseri viventi semplici e semplici.

L'esperimento è durato diverse settimane, al termine delle quali gli scienziati hanno notato che alcune sostanze si erano accumulate nell'acqua e nelle pareti dei contenitori.

Analizzati, Miller e Urey si sono resi conto che erano diversi composti organici, tra cui quattro diversi aminoacidi, che sono coinvolti nella formazione delle proteine.

Con il loro esperimento, gli scienziati americani sono stati in grado di verificare che i composti organici si formassero dai composti inorganici.

In questo modo hanno aperto la strada per dimostrare che l'evoluzione pre-biologica, come quella di Oparin e Haldane, era possibile.

Da allora, sono stati condotti esperimenti simili a quelli di Miller e Urey, ma variando le quantità e i tipi di gas. Inoltre, in alcuni esperimenti sono state utilizzate varie fonti di energia come infrarossi e ultravioletti.

La maggior parte di questi esperimenti ha ottenuto una grande diversità di composti organici che fanno parte degli esseri viventi.

In questo modo, la teoria chemiosintetica è stata parzialmente dimostrata.

Limitazioni per il controllo

Gli esperimenti condotti per verificare la teoria chemiosintetica sono stati in grado di dimostrare che è possibile che l'origine della vita sia stata spiegata da Oparin e Haldane. Tuttavia, il fatto che ciò sia accaduto per miliardi di anni non può essere ignorato.

A causa di questo lungo periodo di tempo, che comprendeva il processo di comparsa della vita sulla terra, è impossibile riprodurlo nella sua interezza e con fedeltà nei laboratori.

L'ostacolo del tempo ha messo gli scienziati di fronte a uno scenario difficile, perché potrebbe non essere mai possibile sapere esattamente come si sono formati i primi organismi che popolavano il pianeta.

Nonostante questo inconveniente, la teoria chemiosintetica ci ha permesso di disegnare un'immagine molto vicina a quella che avrebbe potuto essere la genesi della vita sulla Terra.