Origine della vita Flashcards
Relazione tra vita e fotosintesi
Secondo un biologo russo “la vita non è altro che una piccola corrente elettrica, alimentata dalla luce del sole”. Il processo che trasforma l’energia radiante in energia chimica è quello di fotosintesi.
Teoria del Big Bang
L’universo ha avuto origine - circa 14 miliardi di anni fa - da una grande esplosione.
Formazione del Sole e degli altri corpi del Sistema Solare
Ebbe origine dalla contrazione di una nebulosa di polvere interstellare a seguito dell’esplosione di una supernova.
Il Sole si è formato circa 5 miliardi di anni fa; mentre la Terra 4,6 miliardi di anni fa.
Inizialmente la Terra era inospitale a causa delle elevate temperature. Col tempo si è raffreddata, trovandosi in una condizione ottimale per la vita: alla giusta distanza dal Sole e con abbondanza di acqua (nei suoi tre stati). Ad oggi, è un pianeta molto attivo testimoniato da movimento continuo delle zolle ed eruzioni vulcaniche.
Struttura Terra
Dall’esterno verso l’interno abbiamo:
- crosta: strato solido di roccia con uno spessore compreso tra le 3-30 miglia
- mantello: strato semi-liquido di magma o roccia fusa
- nucleo sterno: parte liquida del nucleo
- nucleo interno: parte solida del nucleo contenente ferro e nichel (altra condizione che favorisce lo sviluppo della vita: ferro e nichel instaurano un campo magnetico terrestre che devia le particelle, provenienti dal Sole, dannose per l’uomo)
Teoria cellulare
(1) tutti gli esseri viventi sono formati da una o più cellule
(2) le reazioni chimiche si svolgono all’interno della cellula
(3) tutte le cellule si originano da una cellula madre
(4) tutte le cellule contengono un’informazione genetica trasmessa da una generazione all’altra
Esperimenti di Redi
Si credeva che dalla carne putrefatta nascessero le larve.
Redi partendo da una semplice osservazione (metodo scientifico): le mosche si posavano sulla carne; di qui dimostrò che le mosche carnarie usano la carne per depositare le loro uova. L’esperimento, attraverso cui ciò è stato dimostrato, prevedeva due pezzi di carne: uno esposto (da cui nacquero le larve) e l’altro avvolto in delle garze (da cui non nacque nulla).
Leeuwenhoeck
Uno dei padri della biologia insieme a Robert Hooke (che per primo ha osservato la cellula grazie all’uso del microscopio).
L. migliorò il microscopio riuscendo ad osservare elementi del sangue e spermatozoi.
Needham e Spallanzani
N. con i suoi esperimenti mostrò che dalla bollitura nascono spontaneamente dei microrganismi (il brodo veniva lasciato in un contenitore aperto e si popolava di microrganismi). Spallanzani dimostrò il contrario (brodo in contenitore chiuso rimaneva sterile - obiezioni: brodo privato dell’aria esterna).
Pasteur
Riprendendo l’esperimento di Needham e Spallanzani (mette il brodo in un contenitore a collo di cigno), dimostra che la vita genera altra vita, che da organismi viventi nascono organismi viventi. (i microrganismi entravano all’interno ma non infettavano brodo)
Teorie sull’origine della vita
(1) extraterrestre: panspermia - proposta da Arrenius
(2) soprannaturale - dottrine religiose
(3) ipotesi chemiosintetica, la più accreditata - teoria Oparine-Haldane
Teoria Oparine-Haldane
Postularono che, prima che si originasse la vita, la superficie del pianeta fosse stata differente da com’è attualmente, e che i composti chimici allora presenti avessero potuto re agire spontaneamente, producendo sostanze più complesse in grado di continuare a loro volta a reagire. Su una scala temporale di milioni forse meglio dire miliardi di anni, tali reazioni avrebbero potuto portare alla produzione di tutte le molecole necessarie per la vita, e queste si sarebbero aggregate in protocellule primitive. A partire dalle protocellule la selezione naturale avrebbe permesso l’evoluzione di vere cellule viventi. Quattro condizioni sarebbero state necessarie per l’origine chemiosintetica della vita: la Terra primitiva avrebbe dovuto avere: 1) i composti inorganici appropriati per produrre molecole organiche; 2) fonti di energia adeguate; 3) una gran quantità di tempo a disposizione; 4) l’assenza dell’ossigeno nella sua forma molecolare (0₂).
Caratteristiche Terra primordiale
La Terra si condensò da gas e polvere circa 4,6 miliardi di anni fa; inizialmente era calda poi cominciò a raffreddare. Aveva un’atmosfera ricca di H2, N2, CO2, H20, NH3, CH4; mentre l’ossigeno molecolare O2 era assente (atmosfera riducente). L’oceano di quei tempi viene definito brodo primordiale, contenente acqua, sali e numerosi composti organici (inizialmente molto semplici).
Tra la fase di solidificazione della Terra ed il momento in cui comparvero i primi esseri viventi potrebbero essere passati circa 1,1 miliardi di anni.
Come si formarono le prime forme di vita?
(1) sintesi abiotica di piccole molecole organiche
(2) unione di monomeri in polimeri
(3) formazione di molecole autoreplicanti
(4) impacchettamento in forme isolate di vita primordiali
Esperimenti di Miller-Urey
Confermano la teoria di Oparine-Haldane.
Costruzione un apparato che simulava le condizioni esistenti sulla Terra primordiale. L’apparato conteneva acqua bollente sul fondo e un’atmosfera riducente ricca di CO₂, SH, CH, NH,, H, e H₂O; con l’ausilio di elettrodi sottopose a scariche cléttriche i gas all’interno del contenitore per simulare l’effetto dei fulmini. L’acqua, bollendo, generò vapore che andò a mischiarsi all’atmosfera: in presenza di scariche elettriche, il vapore si condensò e ricadde sotto forma di acqua, evaporò di nuovo e così via. Miller la sciò che questo ciclo si ripetesse per una settimana. Notò che la soluzione iniziale era diventata scura per l’accumularsi di composti organici complessi. Quando analizzò la loro composizione, trovò che erano presenti molte sostanze differenti, compresi gli aminoacidi.
[studenti di M. e U. hanno continuato gli studi e ripetendo l’esperimento con strumenti più avanzati (2010-12) hanno visto che tra i prodotti vi erano anche basi azotate]
Complessi organici iniziali
catene di RNA, ribozimi (enzima che trasporta pezzi di RNA da un posto della catena all’altro), polipeptidi (catalizzati da argille), sfere proteinoidi, protobionti
