Cosa abbiamo imparato fino ad oggi sulla nascita della vita sulla Terra? Lasciando da parte alcune delle teorie più affascinanti, come la panspermia, i libri di scuola ci hanno abituato a questo scenario: microscopiche forme di vita che emergono, si nutrono, si riproducono e si evolvono all'interno di un brodo primordiale, un mix di acqua e sostanze nutrienti che si suppone fosse presente negli oceani di qualche miliardo di anni fa.La teoria del brodo primordiale non si basa soltanto sul celebre esperimento di Stanley Miller, ma anche sulle recenti scoperte di vere e proprie oasi della vita sui fondali marini, osservabili nei pressi di fumarole subacquee.
Una nuova ricerca, tuttavia, sembra mettere in dubbio la classica teoria del brodo primordiale escludendo la possibilità che le prime forme di vita possano essere emerse negli oceani del pianeta. E' più probabile, invece, che i primi microrganismi si siano evoluti all'interno di pozze di fango vulcaniche.
Secondo Armen Mulkidjanian, biofisico della University of Osnabrück, il liquido cellulare racchiuso all'interno della membrana della maggior parte degli organismi viventi è totalmente differente da ciò che ci aspetterebbe da forme di vita nate ed emerse in acqua.
Le pozze vulcaniche, invece, conterrebbero alti livelli di potassio coerenti con quelli riscontrati all'interno del fluido cellulare. Se la vita fosse sorta negli oceani, sarebbe più logico trovare all'interno della membrana cellulare elevate quantità di sodio. "Per le cellule, sintetizzare le proteine, le loro macchine molecolari, necessita di moltissimo potassio. Il sodio blocca queste attività" spiega Mulkidjanian. "La vita non può sopravvivere senza sintetizzare proteine, per cui deve mantenere alti i livelli di potassio".
Le cellule moderne sono fornite di piccole pompe (pompe sodio-potassio) con la funzione di espellere il sodio in eccesso per evitare di bloccare il meccanismo di sintesi delle proteine. Le prime cellule viventi, tuttavia, non disponevano di questo sistema di regolazione del sodio, ma erano provviste di una membrana cellulare che faceva ben poca distinzione tra le varie sostanze che riuscivano a penetrare all'interno delle pareti.
Una membrana così permeabile si traduceva in organismi estremamente dipendenti dalle condizioni ambientali in cui vivevano: l'introduzione di piccole quantità di sodio nell' ambiente avrebbe potuto mettere in seria crisi la loro stessa sopravvivenza, e il rapporto tra sodio e potassio sarebbe dovuto essere in favore del secondo elemento per consentire a queste cellule di continuare a prosperare.
Il mare primordiale, al contrario, conteneva sodio e potassio in rapporto di 40 a 1, una quantità tale da uccidere qualunque forma di vita delle origini. Mulkidjanian e i suoi colleghi si sono quindi posti questa domanda: se i primi organismi viventi non si sono evoluti in acqua, quale sarebbe stato il loro habitat ideale?
Mulkidjanian, con l'aiuto di geologi in grado di fornire un quadro più chiaro della Terra di 4 miliardi di anni fa, è giunto alla conclusione che il miglior habitat per le prime forme di vita del pianeta sarebbe stato un campo geotermico, pozze di fango come quelle osservabili allo Yellowstone National Park.
"Le pozze di fango si formano dove il vapore fuoriesce della terra e si condensa, trasportando molte sostanze minerali, potassio incluso. Sembrano come limo che sgorga dal terreno, e sarebbero state ottime incubatrici per le prime cellule viventi".
Ciò che fino ad ora ha fatto scartare l'ipotesi delle pozze di fango è la presenza di potenti acidi, potenzialmente letali per qualunque forma di vita nota. Uno di questi, l'acido solforico, si forma quando l'acido solfidrico prodotto dall'attività vulcanica si lega con l'ossigeno dell'atmosfera.
L'elemento principale di questo scenario è la scarsa quantità di ossigeno presente sulla Terra primordiale: al tempo, la nostra atmosfera era satura di anidride carbonica, e il poco ossigeno avrebbe impedito la formazione di grandi masse di soluzioni acide, favorendo lo sviluppo dei primi esseri viventi.
"La gente è spaventata dalle condizioni di forte acidità, ma la Terra del tempo conteneva ben poco ossigeno nell'atmosfera. Questi ambienti anossici sono rimasti stabili per milioni di anni, e hanno probabilmente contribuito a supportare le prime forme di vita terrestri".
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