LA TERRA PRIMORDIALE

In un’epoca che risale a 4 miliardi e 600 milioni di anni fa, in prossimità di un braccio a spirale di una comunissima galassia come tante nell’universo, avvenne un fenomeno molto diffuso ma allo stesso stempo staordinario.
Una gigantesca nube di polveri e gas (soprattutto idrogeno, l’elemento più diffuso nell’universo), a causa di una perturbazione gravitazionale oppure a causa dell’onda d’urto innescata dall’esplosione di una supernova , cominciò a collassare su se stessa per effetto della gravità. La nube cominciò ad assumere una forma sferica e man mano che il collasso procedeva aumentava la sua velocità di rotazione.
Il fenomeno di cui stiamo parlando è la nascita di una stella.
La parte centrale della nube diede origine alla neonata stella mentre invece dalle parti periferiche si formarono i pianeti. Quando la temperatura del nucleo della protostella raggiunse il milione di gradi si innescò una serie di reazioni termonucleari in grado di produrre energia e quindi anche luce. Questa produzione di energia riesce a bilanciare la gravità; di conseguenza il collasso si arresta e la stella “si accende”. È ufficialmente nata una nuova e particolarissima stella: il nostro Sole.
Il terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole è la nostra Terra.
L’aspetto della Terra primordiale è completamente diverso da quello attuale; la sua superficie è continuamente squarciata da possenti eruzioni vulcaniche e flagellata da piogge insistenti che dureranno milioni di anni generando gli oceani. La primisima atmosfera terrestre, composta principalmente da idrogeno, è stata spazzata via dal vento solare  ma le continue eruzioni vulcaniche contribuirono a formare una seconda atmosfera composta, fra l’altro, da vapor d’acqua, anidride carbonica, ossido di carbonio, ammoniaca e metano.
Questa seconda atmosfera è altamente velenosa per gli attuali esseri viventi e ci ucciderebbe all’istante ma in quest’epoca, unitamente alla presenza di fulmini e radiazione ultravioletta proveniente dal Sole, essa è un ambiente ideale per la formazione di molecole organiche come dimostrato da Miller e Urey nel loro famoso esperimento del 1954.
I due scienziati riempirono un’ampolla di vetro con i gas che si ritiene componessero l’atmosfera terrestre primitiva e simularono l’azione dei fulmini con delle scariche elettriche ottenendo così un gran numero di composti organici; fra questi composti vennero individuati anche alcuni amminoacidi che sono i mattoni fondamentali che formano la vita.
È dunque in questo ambiente primordiale che dovremo cercare per trovare quel meccanismo in grado di fare evolvere questi semplici composti organici molto abbondanti verso organismi sempre più complessi. Più precisamente dovremo cercare negli oceani ad una profondità superiore ai 10 metri dove le micidiali radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole perdono di efficacia. Infatti un’altra caratteristica fondamentale di questa antica atmosfera è la quasi totale assenza di ossigeno; di conseguenza manca lo strato protettivo di ozono  e le radiazioni ultraviolette, in gran parte dannose per la vita, giungono indisturbate fino alla superficie terrestre che resterà così per molto tempo un posto inospitale e del tutto inaccessibile.

I PRIMI ESSERI VIVENTI

La vita apparve molto presto sul nostro pianeta; le più antiche tracce di vita conosciute risalgono a 3.8 ~ 4 miliardi di anni fa e sono gli antenati degli attuali batteri, organismi unicellulari (composti da una sola cellula) molto semplici e primitivi in grado, però, di svolgere le attività fondamentali attribuite agli esseri viventi, cioè nutrirsi e riprodursi.
Ma come è stato possibile lo sviluppo di questi esseri primordiali a partire dalle semplici molecole organiche così abbondanti nell’atmosfera di quattro miliardi di anni fa?

Nel cercare di rispondere a questa domanda bisogna anche tenere conto del fatto che esistono alcuni seri ostacoli alla costruzione di molecole organiche complesse. Del pericolo dei raggi ultravioletti abbiamo già parlato ma ne esistono altri; per esempio l’ossigeno: oggi l’ossigeno è fondamentale per la vita ma a quei tempi era puro veleno. Infatti l’ossigeno si lega molto facilmente al carbonio (che è l’elemento fondamentale della chimica della vita) impedendo la formazione di molecole più complesse. Inoltre è molto improbabile che molecole complesse come proteine o DNA possano essersi formate spontaneamente in ambienti acquatici a pH neutro (cioè in ambienti né acidi né basici) poiché in tali ambienti queste molecole tendono a scomporsi nei loro componenti più semplici.
Nonostante queste difficoltà c’è una teoria che potrebbe spiegare molte cose; questa teoria prevede che in questi oceani primordiali alcune catene di molecole possano, a causa dei moti ondosi, unirsi fra loro per formare delle piccolissime sfere. Questo fenomeno è abbastanza comune: è quello che avviene quando si versa dell’olio nell’acqua e poi si agita; vengono così a crearsi delle sferule oleose secondo meccanismi ben conosciuti.
Esistono molecole composte di due parti: una parte attirata dall’acqua (idrofila) e l’altra che invece la
respinge (idrofoba); quando queste molecole vengono a trovarsi in un ambiente acquoso esse tendono a legarsi in modo da formare una catena a doppio strato. In questa maniera la parte idrofoba della molecola si trova all’interno della catena mentre invece quella idrofila si trova all’esterno a contatto con l’acqua. Come accennato in precedenza queste catene di molecole possono chiudersi su se stesse formando delle piccole sfere, cioè dei piccoli contenitori chiusi, le quali costituivano degli ambienti protetti in cui molecole organiche, casualmente imprigionate, potevano interagire fra loro. Inoltre sono stati proposti dei meccanismi per “acidificare” l’interno delle sferule in modo da favorire le reazioni chimiche mentre l’energia necessaria era quella proveniente dal Sole.
Questi sacchettini di materiale organico furono gli antenati dei primi esseri viventi. Ovviamente non esiste un limite ben definito fra forme viventi e non viventi così come non esiste un confine preciso fra il giorno e la notte quindi possiamo tranquillamente affermare che queste piccole sferule di materiale organico, grandi non più di qualche millesimo di millimetro, costituiscono le prime luci dell’alba della vita.
È andata proprio così?

Non lo sappiamo con precisione però su questa teoria vi sono molti consensi. Quello che invece è certo è che 3 miliardi e mezzo di anni fa gli oceani pullulavano di microscopici esseri viventi unicellulari: organismi che si nutrivano e si riproducevano.
Gli scienziati ritengono che gli oceani erano ricchi di cibo; infatti l’energia solare e i fulmini innescavano continue reazioni chimiche con i gas dell’atmosfera facendo “piovere” sugli oceani una grande quantità di materiale organico che veniva “attaccato” e scomposto da questi primitivi organismi fermentatori.
Però tutti sappiamo che nonostante l’abbondanza di cibo una popolazione di individui non può crescere indefinitamente; prima o poi le scorte si esauriscono e si verifica una crisi. La natura doveva quindi imboccare nuove strade evolutive, doveva inventare nuove strategie per creare nuove risorse.

pos da g.m.s

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