Oceani o terraferma? Riparte il dibattito sull'origine della vita

E' possibile che la vita abbia avuto origine all'interno di pozze geotermali sulla terraferma, anziché in un ambiente marino come pensa la maggioranza degli esperti? Un nuovo studio rilancia il dibattito.

Il modo in cui ebbe inizio la vita è uno dei misteri più irriducibili della natura. Indizi fossili e biologici hanno portato gli scienziati a stimare che le cellule abbiano avuto origine su questo pianeta circa quattro miliardi di anni fa, ma che cosa esattamente abbia catalizzato la loro comparsa sfugge tuttora.

In una lettera del 1871 al botanico Joseph Hooker, Charles Darwin si chiedeva se la vita fosse cominciata "in qualche stagno po' caldo, in presenza di tutti i tipi di sali fosforici e ammoniacali, luce, calore, elettricità, ecc.". In seguito, gli scienziati sono arrivati a concludere che la vita ha avuto inizio nei camini idrotermali delle profondità marine, ma ora una controversa ricerca pubblicata sui "Proceedings of the National Academy of Sciences" sostiene che Darwin sarebbe stato sulla strada giusta.

Lo studio, condotto da Armen Mulkidjanian, dell'Università di Osnabrück, in Germania, suggerisce che gli stagni formati da vapore geotermico condensato e raffreddato presenti sulla terraferma avrebbero avuto le caratteristiche ideali per l'origine della vita.
 
La conclusione si basa principalmente sulla chimica delle cellule moderne. Sulla base di un'osservazione fatta nel 1926 dal biochimico Archibald Macallum, secondo cui la composizione del citoplasma delle cellule moderne è molto distante da quella dell'acqua di mare, e della supposizione che le cellule siano cambiate di poco nel corso degli ultimi quattro miliardi di anni, i ricercatori sono giunti a proporre che la chimica delle cellule moderne potrebbe fornire indizi sul tipo di ambiente in cui è emersa la vita.

Nell'ipotesi è centrale il ruolo degli ioni di particolari metalli: il nuovo studio è infatti una ricaduta di un lavoro del 2009 in cui Mulkidjanian e Michael Galperin ipotizzavano che le prime cellule si fossero sviluppate in ambienti ricchi di zinco. "In tutte le cellule viventi - afferma Mulkidjanian - il citoplasma è ricco di potassio, zinco, manganese, e fosfato, che non sono diffusi negli ambienti marini, e possiede livelli di sodio inferiori rispetto all'esterno".

Quelle condizioni, sostengono i ricercatori, si trovano solo dove il flusso idrotermale caldo porta gli ioni in superficie; luoghi come geyser, fumarole, vulcani di fango e altre analoghe situazioni geotermiche. All'interno di questi bacini fumanti e spumeggiante, l'acqua ricca di zinco e manganese potrebbe essersi raccolta e raffreddata in pozze poco profonde allontanate dai "punti caldi" geotermici dai sommovimenti della crosta terrestre. Queste pozze sarebbero state adatte allo sviluppo della vita.
 
Appare però frustrante la scarsa probabilità di trovare nei reperti fossili prove dirette di questi "incubatori", come li chiama Mulkidjanian, il quale osserva che gli stagni primordiali sarebbero stati fortemente acidi e tali, quindi, da non conservare i segni della prima vita. Aggiunge però che quelle antiche condizioni potrebbero venire modellate in laboratorio, "così da testare almeno alcuni passi dello schema proposto; e noi desideriamo promuovere tali esperimenti e controllarne i loro risultati".

Il dissenso degli esperti
Lo studio sta già generando un forte disaccordo tra gli altri esperti dei primordi della vita. Nick Lane, biochimico all'University College di Londra, sottolinea che l'ipotesi delle pozze geotermali è problematica sia dal punto di vista biologico sia da quello geologico.

"Quattro miliardi di anni fa c'era quasi certamente ben poca terra emersa e i sistemi terrestri sarebbero stati instabili, di breve durata, e con una distribuzione fortemente limitata", osserva Lane. Quelle condizioni avrebbero reso difficile fornire un punto d'appoggio ai primi passi della vita.

Lane rileva inoltre che lo studio ha un notevole difetto concettuale. "Ipotizzare che la composizione ionica delle cellule primordiali avrebbero dovuto riflettere la composizione degli oceani è come ipotizzare che le cellule siano in equilibrio con il loro mezzo, e questo è molto vicino al dire che non sono vive", sottolinea Lane. "Le cellule richiedono uno squilibrio dinamico; dopo tutto essere vivi è questo."
 
Più che rispecchiare ambienti primordiali, la chimica delle cellule moderne potrebbe indicare che cos'è che contraddistingue la vita.
 
Jack Szostak, biologo molecolare alla Harvard Medical School a Cambridge, in Massachusetts, dice che "le aree geotermali attive offrono numerosi vantaggi" e sono una plausibile area di sosta per i primordi della vita, ma sottolinea che non possiamo essere sicuri che la chimica della cellula moderna rifletta le condizioni chimiche in cui sono emerse le prime cellule.

E contesta l'affermazione di Mulkidjanian che l'elevato rapporto fra potassio e sodio nelle cellule moderne sia il segno di una storia antica, osservando che, al contrario, "le cellule potrebbero avere sviluppato la capacità di generare e mantenere nel citoplasma un alto rapporto fra potassio e sodio per motivi funzionali, indipendentemente dalla natura del loro ambiente iniziale."
Così, più che rispecchiare ambienti primordiali, la chimica delle cellule moderne potrebbe indicare che cos'è che contraddistingue la vita.
[fonte nature]

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