Un brodo primordiale insipido

Dove sono nate le prime forme viventi? Un nuovo studio suggerisce che la vita sia sì emersa dall’acqua, ma non da quella di mare, bensì in ambiente geotermico. Non mancano però le critiche

Se l’origine della vita è in gran parte un mistero ancora da spiegare, su una cosa almeno c’è ampio consenso: le prime cellule sono nate nell’acqua, per la precisione negli oceani primitivi. Ma se, invece, avesse avuto di nuovo ragione Charles Darwin? Il padre della moderna biologia infatti, scrivendo all’amico Joseph Hooker, affermava che è possibile che «in qualche piccolo stagno caldo, in presenza di ogni sorta di ammoniaca e di sali fosforici, luce, calore, elettricità, ecc. si sia formato un qualche composto proteico già pronto a subir mutamenti anche più complessi, oggi una tale sostanza verrebbe istantaneamente divorata o assorbita, cosa che non sarebbe accaduto prima della formazione degli esseri viventi».

Un brodo primordiale troppo salato?
Uno studio pubblicato su PNAS suggerisce di prendere in considerazione questa possibilità, concludendo che l’ambiente marino era troppo salato perché le prime cellule potessere emergere dal «brodo primordiale». Gli autori argomentano premettendo che le cellule mantengono il proprio equilibrio osmotico grazie a proteine specializzate della membrana cellulare, proteine che chiaramente le prime protocellule non potevano possedere, e concludono quindi che l’ambiente nel quale si sono sviluppate doveva essere isosmotico, cioè le concentrazione di soluti all’interno e all’esterno della membrana plasmatica erano in equilibrio fra loro.

Norris Geyser Basin, un importante bacino idrotermale nel parco naturale Yellowstone, negli USA (Immagine: MatthiasKabel [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC-BY-2.5], via Wikimedia Commons)

Grazie a tecniche di filogenesi, i ricercatori sono risaliti alla proteine per il controllo degli ioni più ancestrali, cioè quelle condivise da tutti gli organismi. Queste molecole, codificate nel DNA, sono legate in particolare al controllo degli ioni di Potassio (K+), Zinco (Zn2+), Manganese (Mn2+) e dei fosfati, quindi, deducono gli autori, questi sono gli elementi che si trovavano nell’ambiente dove si sviluppò la vita, che non poteva essere il mare, dove questi soluti sono scarsi e sono invece preponderanti gli ioni Cloruro (Cl-) e Sodio (Na+). Con questi dati, i quattro membri del team di ricerca (due geofisici e due bioinformatici) hanno allora provato a ricostruire come dovesse essere la «nursery» dell’origine della vita, concludendo che quando l’atmosfera era povera di ossigeno e dominata da CO2, questo brodo primordiale «insipido» avrebbe potuto formarsi in ambiente geotermico, nelle pozze d’acqua date dalla condensazione del vapore.

Una teoria interessante, ma con qualche difficoltà
Questa nuova ipotesi presenta comunque alcuni problemi da non sottovalutare. Semplicemente in termini di dimensione, gli ambienti marini ritenuti compatibili con l’abiogenesi sulla Terra di tre miliardi e mezzo di anni fa erano di gran lunga più comuni (e più stabili) delle sorgenti geotermiche, inoltre i mari avrebbero offerto protezione dai dannosi raggi ultravioletti che invece basse pozzanghere esposte al Sole ancora prima che lo strato di Ozono si formasse non potevano proprio fornire.

Inoltre, come spiega il biologo molecolare Jack Szostak dell’Harvard Medical School di Cambridge (USA), se è vero che i bacini geotermici potrebbero essere, in teoria, buoni candidati per dare il «calcio di inizio» alla vita, non c’è motivo di ritenere che le concentrazioni di saluti nelle cellule attuali riflettano la combinazione presente negli ambienti di origine, poiché anche le più antiche tra le proteine prese in esame avrebbero potuto evolversi proprio per poter trattenere in grandi quantità all’interno delle cellule elementi particolarmente preziosi per la vita (pensiamo al fosforo, indispensabile per costruire il DNA) ma non facilmente disponibili nelle vicinanze. Il controllo di determinati ioni è cioè conseguenza della necessità di mantenere un disequilibrio dinamico tra sistemi viventi e ambiente (cosa che, come puntualizza Nick Lane, biochimico allo University College di Londra, è l’essenza stessa della vita) e non può quindi essere usato per inferire il contesto geochimico di partenza, dove di fatto, secondo le premesse stesse, non sarebbero servito. Il dibattito sull’origine della vita prosegue.

Per la lezione

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