Ipotesi idrotermale cos'è, retroscena e critiche

Il ipotesi idrotermale si propone di spiegare le condizioni primitive in cui hanno avuto origine le prime forme di vita sul pianeta Terra, proponendo come scenario principale le sorgenti termali situate nelle profondità degli oceani.

Sono state localizzate una serie di sorgenti di acqua termale con temperature che raggiungono i 350 ° C, dove abitano una serie di fauna tipica di queste condizioni, come bivalvi, vermi, crostacei, poriferi e alcuni echinodermi (stelle marine e loro parenti).

Questa evidenza suggerisce che gli ambienti oceanici profondi erano probabilmente adatti all'origine della vita e le prime forme di vita erano microrganismi chemioautotrofi..

Inoltre l'acqua bollente ospita una serie di batteri chemiosintetici che estraggono la loro energia dalle sostanze solforose, abbondanti in questo tipo di ambiente..

I batteri chemiosintetici hanno funzioni di produttore negli ecosistemi, essendo la base della catena alimentare, analoghe al ruolo delle piante negli ecosistemi tipici.

Le idee relative all'ipotesi idrotermale iniziarono ad emergere all'inizio del 1977, quando il ricercatore Corliss fece osservazioni dirette nei sistemi idrotermali situati nelle isole Galapagos..

Indice articolo

• 1 Background e teorie alternative
  • 1.1 Panspermia
  • 1.2 Modelli abiotici
  • 1.3 RNA world
• 2 In cosa consiste?
• 3 Critiche alla teoria
• 4 Riferimenti

Background e teorie alternative

Per diversi decenni, i ricercatori hanno proposto dozzine di teorie che cercano di spiegare l'origine della vita e l'ambiente favorevole in cui avrebbe dovuto svilupparsi. L'origine della vita è stata una delle questioni scientifiche più antiche e controverse.

Alcuni autori sostengono l'origine primaria del metabolismo, mentre i loro oppositori sostengono l'origine genetica.

Panspermia

A metà del 1900 il famoso scienziato Arrhenius propose la teoria della panspermia o la teoria cosmologica. Questa idea solleva l'origine della vita grazie all'arrivo di microrganismi spaziali da un pianeta dove la vita esisteva precedentemente..

Logicamente, la teoria cosmologica non fornisce idee che risolvano il problema, poiché non spiega come la vita extraterrestre abbia avuto origine su detto ipotetico pianeta..

Inoltre, non è molto probabile che le entità microscopiche che hanno colonizzato gli ambienti prebiotici siano sopravvissute alle condizioni dello spazio fino a raggiungere il pianeta Terra..

Modelli abiotici

I modelli abiotici propongono che la vita abbia avuto origine separatamente dalle "microstrutture" come forme di transizione tra le molecole organiche e le prime forme di vita. Tra i principali difensori di questa teoria ci sono Oparín, Sydney W. Fox e Alfonso F. Herrera.

Secondo Oparin e Haldane, i coacervati sono probatori precursori della vita, delimitati da una membrana plasmatica che permette l'interazione con il loro ambiente. Secondo gli autori, hanno avuto origine prima delle molecole che trasmettono l'informazione genetica: DNA o RNA..

Da parte loro, Stanley Miller e Harold Urey sono riusciti a costruire un sistema ingegnoso che imitava "l'atmosfera primitiva della vita". I componenti presenti nell'atmosfera ipotetica, molto diversi da quella attuale, erano in grado di sintetizzare molecole organiche essenziali per la vita (come gli amminoacidi) quando venivano applicati calore e voltaggio..

Fox è riuscita a ottenere microsfere di dimensioni simili ai batteri, sottoponendo gli amminoacidi a una fonte di calore.

Allo stesso modo, altri ricercatori hanno ottenuto la sintesi di molecole organiche utilizzando molecole inorganiche come materia prima, spiegando così l'origine della vita da un ambiente abiotico..

Mondo RNA

Un'altra posizione dell'origine della vita postula come evento principale l'apparizione delle molecole che contengono informazioni genetiche. Vari autori difendono l'origine della vita dall'RNA e sostengono che questa molecola sia servita da modello e catalizzatore allo stesso tempo.

La prova più evidente è l'esistenza dei ribosomi, molecole di RNA in grado di catalizzare le reazioni e, allo stesso tempo, di immagazzinare informazioni nella loro sequenza nucleotidica.

In cosa consiste?

L'ipotesi idrotermale propone questi ambienti acquatici estremi come il luogo appropriato per la sintesi dei composti organici che hanno portato all'origine degli organismi viventi sulla Terra..

Gli autori di questa teoria si basano su fossili archeani, moderni sistemi di sfiato idrotermali sottomarini e osservazioni teoriche e sperimentali..

I sistemi idrotermici sono caratterizzati da flussi ad alta energia, un ambiente altamente riducente e abbondanti argille minerali, che sono superfici ideali per le reazioni catalitiche. Inoltre, ha alte concentrazioni di CH₄, NH₃, H_Due e metalli diversi.

L'ipotesi consiste nella conversione sequenziale di CH₄, NH₃, H_Due negli amminoacidi, questi nelle proteine ​​e poi in polimeri più complessi, fino a raggiungere un metabolismo strutturato e organismi viventi.

L'esame dei fossili nelle rocce precambriane ha trovato strutture simili a cellule risalenti a circa 3,5-3,8 miliardi di anni fa in assemblaggi idrotermali sottomarini..

Contrariamente alle ipotesi precedenti, l'ipotesi idrotermale propone il calore come fonte di energia e non i raggi UV e le scariche elettriche, come modello della "zuppa primordiale". Inoltre, questo modello propone l'esistenza di gradienti ambientali in termini di temperatura, pH e concentrazione chimica..

Critiche alla teoria

Sebbene l'ipotesi idrotermale abbia diversi argomenti validi, non è universalmente accettata. Una delle critiche all'origine della vita in una sorgente di acqua termale è l'incongruenza e la mancanza di informazioni sui modelli geologici dell'era prebiotica..

Allo stesso modo, le molecole essenziali per lo sviluppo della vita - come gli acidi nucleici, le proteine ​​e le membrane - andrebbero incontro alla loro distruzione immediata, a causa delle alte temperature degli ambienti idrotermali..

Tuttavia, è anche probabile che le prime forme di vita fossero termostabili, simili agli organismi termofili che oggi abitano ambienti estremi..

D'altra parte, sorge un altro inconveniente legato alla concentrazione dei componenti. È improbabile che la vita possa essersi evoluta nei vasti oceani prebiotici, dove le biomolecole sarebbero altamente diluite e disperse..

Affinché un ambiente sia adatto all'origine della vita, deve favorire le interazioni tra le molecole, in modo che formino entità più complesse; non diluirli, come accadrebbe nelle profondità oceaniche.

I sostenitori della teoria idrotermale suggeriscono che la vita potrebbe aver avuto origine in aree delimitate che hanno impedito la diluizione di molecole di nuova formazione, come i crateri..

Riferimenti

1. Chatterjee, S. (2016). Una visione simbiotica dell'origine della vita nei laghi-crateri da impatto idrotermale. Chimica Fisica Fisica Chimica, 18(30), 20033-20046.
2. Corliss, J. B., Baross, J. A., e Hoffman, S. E. (1981). Un'ipotesi sui rapporti tra le sorgenti termali sottomarine e l'origine della vita sulla terra. Oceanologica Acta, numero speciale.
3. Holm, N. G. (1992). Perché i sistemi idrotermali vengono proposti come ambienti plausibili per l'origine della vita? Nel Sistemi idrotermali marini e origine della vita (pagg. 5-14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). Il paesaggio dell'emergere della vita. Vita, 7(2), 27.
5. Lanier, K. A., e Williams, L. D. (2017). L'origine della vita: modelli e dati. Journal of Molecular Evolution, 84(2), 85-92.