Origine della Vita e la Formazione di Macromolecole Organiche

Dopo la formazione del Pianeta Terra nel Sistema Solare, avvenuta 4,5 miliardi di anni fa, e successivamente della Luna a causa dell’impatto di un massiccio corpo celeste su una Terra ancora in uno stato fluido (4,37-4,2 miliardi di anni fa), ha preso avvio un graduale processo di raffreddamento, protrattosi per almeno 600 milioni di anni. In questo contesto, esploreremo l’affascinante evoluzione dell’origine della vita, rivelando i segreti di questo straordinario processo di formazione.

Materiali e la Terra Primitiva: L’Impatto Decisivo per l’Origine della Vita

Durante questo periodo, elementi pesanti come ferro (Fe) e nichel (Ni) sono migrati verso il nucleo terrestre insieme a isotopi radioattivi. Tutto ciò ha generato un calore equiparabile a quello della superficie solare (6000°C).

Gli elementi ‘leggeri’, come il Silicio (Si) e l’Alluminio (Al), insieme ad alcuni alcalini e alcalino-terrosi, sono rimasti in superficie, contribuendo alla formazione della crosta terrestre, nota come litosfera.

Altri elementi di origine vulcanica, quali acqua (H2O), anidride carbonica (CO2), azoto molecolare (N2), ammoniaca (NH3) e metano (CH4), hanno contribuito a formare la prima atmosfera terrestre, trattenuti dalla forza di gravità.

Con il progressivo raffreddamento del pianeta, avvenne che il vapore acqueo atmosferico si condensò, precipitando allo stato liquido, dando origine ai primi oceani e formando così l’idrosfera.

A quel punto, l’aspetto del pianeta era probabilmente caratterizzato da vasti e poco profondi mari, isole vulcaniche e lagune salmastre con intensa evaporazione. I continenti invece erano ancora piccoli e si muovevano velocemente sul mantello fluido a causa delle elevate temperature.

La maggiore vicinanza tra Terra e Luna contribuiva a un moto più rapido del nostro pianeta, generando maree più imponenti e tempeste notevolmente più violente rispetto a quelle osservabili oggi.

Un palcoscenico in cui, alla fine, si dipana il mistero dell’origine della vita.

Fisica quantistica, Particelle.
Figura 1 – Fisica quantistica, Particelle. [Fonte: https://pixabay.com/]

Origine della Vita: Generazione di Idrogeno Molecolare come Tappa Chiave

A una profondità di circa 5 km negli oceani, si accumularono Fe2, Mg2 e SiO2 in prossimità di fumarole idrotermali. A una profondità di 3,5 km nella crosta terrestre, come testimoniato dalla presenza di rocce metamorfiche ricche di ferro chiamate ‘Serpentini’, si verificarono reazioni redox in assenza di ossigeno. Queste reazioni causarono l’ossidazione del Fe2+ e del Fe3+, generando H2, ossia l’idrogeno.

La generazione di Idrogeno Molecolare rappresentò una fase cruciale in questo processo, poiché una parte si disperse nell’atmosfera e un’altra parte si riversò nell’oceano. Qui, reagendo con CO2 e CH4, si formarono le prime molecole organiche costituite da anioni a 2-4 atomi di carbonio, acetato e piruvato, che costituirono la base per la formazione delle macromolecole biologiche.

Molecole, Atomi, Chimica.
Figura 2 – Molecole, Atomi, Chimica. [Fonte: https://pixabay.com/]

Gli “Eoni” nella Storia della Vita Terrestre

La storia della vita sulla Terra può essere suddivisa in due ‘eoni’, termine derivato dal greco ‘αἰών’, ‘aion’, che significa ‘età’, rappresentando così due fasi fondamentali dell’evoluzione dei viventi.

  1. Eone della Vita Microscopica o Criptozoico (dal greco ‘kryptos’, “nascosto”): Costituisce l’85% della storia del nostro Pianeta. Questo eone si riferisce all’intera era Archeozoica o Precambriana, suddivisa nei periodi Archeano e Proterozoico, estendendosi da 4,5 miliardi a circa 505 milioni di anni fa.

    A partire da 3,9 miliardi di anni fa, questo eone è stato dominato dai primi organismi viventi. Accadde quando la Terra divenne abitabile e cessarono le piogge intermittenti di mastodontici meteoriti che causavano l’evaporazione degli oceani. Era caratterizzato da specie piccole e unicellulari, semplici, monotone e generaliste, con un’evoluzione lenta. I principali cambiamenti erano di natura biochimica e avvenivano all’interno delle cellule stesse.
  2. Eone della Vita Manifesta o Fanerozoico (dal greco ‘phaneros’, “visibile”): costituisce il restante 15% della storia della Terra, a partire da 505 milioni di anni fa fino ai giorni nostri. Questo eone è suddiviso in tre ere: Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica, le quali sono ulteriormente suddivise in periodi geologici distinti.

    Nel corso di questo eone, le specie sono state caratterizzate da una vita relativamente breve, con una durata media di circa 10 milioni di anni. La loro evoluzione è stata contraddistinta da una rapida variazione morfologica e una tendenza alla specializzazione, influenzate dall’intensa competizione per le risorse e dalla selezione naturale.

Conclusioni

Le regole evoluzionistiche sono mutate da un’epoca all’altra; anche l’evoluzione stessa ha subito un processo di cambiamento (l’evoluzione si è evoluta!). Da un’evoluzione “metabolica“, si è transitati a un’evoluzione “strutturale” degli organismi, da cui è scaturita la biodiversità sviluppatasi nel corso di milioni di anni.

Il modo in cui la vita ha avuto origine sul nostro pianeta rimane un affascinante mistero. Nel corso dell’ultimo secolo sono state formulate teorie affascinanti e ampiamente diffuse nella comunità scientifica. Tra esse spiccano la teoria del brodo primordiale e la teoria della panspermia.

Fonti

Dini. L, Romano N., Citologia & istologia, Editore: Idelson – Gnocchi, 2021

Crediti Immagini

  • Immagine copertina: https://pixabay.com/it/illustrations/dna-biologico-elica-analisi-studio-6517209/
  • Figura 1: https://pixabay.com/it/illustrations/fisica-fisica-quantistica-particelle-3871216/
  • Figura 2: https://pixabay.com/it/illustrations/molecole-atomi-chimica-3d-1818492/

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