Origine della Vita: Esperimenti Chiave e Teorie Prebiotiche

L'Acqua e le Molecole Fondamentali sul Pianeta Primitivo

Il carbonio legato a quattro atomi di idrogeno forma la molecola di metano; l'azoto combinato con tre atomi di idrogeno crea l'ammoniaca; e l'ossigeno combinato con due atomi di idrogeno forma una molecola d'acqua.

Sintesi dei Composti Organici Prebiotici

I composti organici che si formarono inizialmente erano simili a quelli attualmente necessari per le cellule più semplici. Questi composti includono zuccheri, grassi, acidi nucleici e proteine.

Stanley Miller

Stanley Miller, nel 1953, presentò in un articolo intitolato "Una Sintesi Primordiale" i composti organici ottenuti in laboratorio, ricreando le condizioni presunte della Terra primordiale.

Per dimostrare la sua teoria, ideò un esperimento in cui ricreò un'atmosfera della Terra primitiva e la sottopose a forti scariche elettriche. Dopo una settimana di analisi dei prodotti della reazione, trovò di aver sintetizzato composti organici, inclusi amminoacidi (ad esempio, l'alanina), dai quali si formano le proteine e i componenti fondamentali della materia organica.

Miller era riuscito a formare composti organici in condizioni prebiologiche, cioè alle condizioni che si ritenevano presenti sulla Terra prima della comparsa della vita.

Melvin Calvin

Nel 1961, Melvin Calvin fu uno dei primi a utilizzare una fonte di energia come il ciclotrone. Calvin, combinando gas primitivi (come il metano) che marcò con carbonio radioattivo, riuscì a sintetizzare amminoacidi, zuccheri, urea, acidi grassi e altri composti organici, esponendo la miscela a un flusso di elettroni accelerati ad alta velocità da un ciclotrone.

Joan Oró

Nel 1960, Joan Oró studiò le reazioni che potevano produrre acido cianidrico e ammoniaca. Combinando questi due gas con acqua e riscaldando la soluzione, ottenne un composto essenziale degli acidi nucleici: l'adenina.

Sidney Fox

Sulla base dei coacervati di Oparin, Sidney Fox dimostrò che le proteine formano microsfere termiche con un diametro più o meno simile a quello di una cellula batterica. Queste microsfere, come i coacervati, sono separate dall'ambiente esterno da uno strato superficiale.

Come le cellule viventi, mostrano proprietà osmotiche. È possibile fonderle per formare cellule più grandi e dividerle una volta raggiunta una dimensione critica.

Nutrizione dei Primi Organismi

Ipotesi Eterotrofa

Gli eterotrofi sono organismi che si nutrono di altri. Si ritiene che le prime forme di vita, emerse dalla materia non vivente, fossero incapaci di produrre il proprio cibo. Pertanto, gli organismi più primitivi avevano un sistema metabolico semplice o poco perfezionato. Col passare del tempo, si evolsero in forme più complesse e con un metabolismo più elaborato.

Selezione Prebiotica e Sopravvivenza

Le reazioni che favorirono la stabilità dinamica di questi organismi permisero loro di persistere, mentre altre vennero distrutte. Solo coloro che possedevano reazioni chimiche interne e un'organizzazione molecolare favorevole poterono sopravvivere.