La percezione di una difficoltà a spiegare l’origine della vita è andata crescendo negli ultimi anni mettendo in discussione la rassicurante chiarezza di schemi consolidati.
In passato i ricercatori avevano creduto di avere in pugno la soluzione del problema dopo che Miller ed Urey, ed altri ancora, avevano ottenuto alcune molecole cosiddette “prebiotiche” in laboratorio, riproducendo condizioni ritenute confrontabili con quelle di una ipotetica atmosfera delle origini.
Oggi quelle esperienze assomigliano più ad un vicolo cieco che ad un’autostrada: le molecole prodotte sono poche e limitate alle tipologie più semplici. E sebbene si sia gridato al miracolo, siamo in realtà lontanissimi da ogni possibile dimostrazione di sintesi spontanea di proteine ed acidi nucleici.
Non per nulla, dai medesimi ambienti che valutano trionfalmente le esperienze di Miller arrivano sospette aperture alle teorie del bombardamento del pianeta da parte di molecole organiche formatesi altrove. Scrive Piero Angela in proposito: “Sicuramente la Terra primordiale venne sottoposta a un intenso bombardamento, e le comete fecero la loro parte...”.
Non sono tuttavia solo le prospettive aperte dagli esperimenti di Miller ad esser poste in discussione, ma il concetto stesso di “brodo primordiale” quale chiave risolutiva del mistero delle origini. E’ evidente che imbattersi eventualmente in qualche mattone è ben diverso dall’aver costruito già le case.
La vita non si definisce tanto dal numero o dalla tipologia delle molecole che vi concorrono quanto dal carattere “intelligente” dei meccanismi cui queste molecole danno luogo, rendendosi capaci di interagire per rispondere alle esigenze di auto-conservazione ed auto-replicazione di un organismo pur piccolo.
Parlando di aminoacidi, sebbene la sintesi proteica faccia ricorso a soli 20 tipi (i cosiddetti “proteici”) ne esistono in natura molti altri che non sono mai utilizzati a tale scopo (i cosiddetti “non proteici”).
Questi ultimi risultano anch’essi prodotti negli esperimenti e con rese non di rado superiori a quelle bassissime degli aminoacidi proteici. Come potrebbero meccanismi casuali “scegliere” senza errori da una miscela degli uni e degli altri? Ma c’è un ulteriore e sorprendente dettaglio: per ciascun aminoacido sono possibili due distinte modalità, differenti l’una dall’altra esattamente come sono differenti due immagini speculari, identificate come la forma L (levogira) e la forma D (destrogira).
Quando gli aminoacidi si costituissero spontaneamente entrambe le forme risulterebbero presenti in parti uguali nell’ipotetica miscela. Come mai invece, in natura, gli aminoacidi presentano lo stesso univoco verso? Tale uniformità stupisce perché appare “allo stesso tempo arbitraria e tuttavia completa” come osservava lucidamente Crick.
Negli esseri viventi dovremmo poter trovare aminoacidi di entrambi i versi ed invece tutti quelli costitutivi tutte le proteine di tutti gli esseri viventi sono sempre e soltanto della forma L. Qual è il razionale di una simile circostanza?
Quali meccanismi, soprattutto, l’hanno resa possibile e conservata attraverso miliardi di anni? Arriviamo infine al problema della cellula, un microcosmo protetto, all’interno del quale proteine di tutte le forme e di tutte le funzioni (e tanti altri tipi di molecole) concorrono all’espletamento ordinato e continuo delle operazioni necessarie per tenere in vita la cellula medesima e consentirne la replicazione e la corretta trasmissione delle caratteristiche ereditarie.
Le proteine non si costruiscono da sole per aggregazione spontanea di aminoacidi (quando pure tutti i 20 necessari fossero effettivamente reperibili, nelle giuste proporzioni e nella medesima soluzione), ma si costruiscono sulla base di un progetto rigoroso le cui informazioni risultano conservate sotto forma di un codice impresso nella struttura stessa delle molecole più complesse che siano mai state studiate, gli acidi nucleici (RNA e DNA).
Questi ultimi sono a loro volta composti di lunghe (e talora lunghissime) sequenze di nucleotidi, con segmenti di catena capaci di sintetizzare (con l’ausilio di altre componenti cellulari) esattamente per i tipi proteici necessari all’espletamento delle funzioni cellulari. Inutile ricordare che gli acidi nucleici sono a loro volta regolati nelle loro funzioni dalle proteine medesime attraverso molteplici passaggi intermedi.
All’interno della cellula (in maggior misura nelle cellule eucariotiche) esistono poi strutture in grado di realizzare il controllo delle condizioni ottimali all’interno della cellula medesima, inglobando sostanze dall’esterno, eliminando o degradando le componenti tossiche, producendo energia ecc. Di conseguenza arrivare “per caso” fino alla prima cellula, quella capace poi di generare tutte le altre, è una sfida assolutamente ardua.
Le suddette difficoltà hanno portato negli ultimi anni alla moltiplicazione delle teorie: dai fenomeni vulcanici sottomarini, ai sub-strati argillosi, allo spazio profondo…
Poco invece in termini di esperienze concrete. Tra queste ultime tuttavia, meritano di essere ricordate quelle di Allen J. Bard, spesso citate, il quale ricavava una miscela di aminoacidi utilizzando come catalizzatore il biossido di titanio platinato. In questo modo egli aveva ovviato alle difficoltà poste dalle più recenti acquisizioni sulle reali caratteristiche della atmosfera delle origini (un’atmosfera debolmente ossidante e non più riducente).
Tuttavia il biossido di titanio platinato è un catalizzatore sintetico, non presente in natura e nessuna delle sostanze naturali proposte in alternativa ha consentito di ottenere analoghi risultati. Ancora una volta un’esperienza contraddittoria e non conclusiva. Ma qualunque teoria si voglia proporre sull’origine della vita questa viene oggi a cozzare contro il problema del tempo a disposizione.
Di recente sono state trovate in Groenlandia prove fossili che retrodatano la comparsa sul pianeta dei primi organismi addirittura a 3.8 miliardi di anni fa. Il nostro pianeta, come è noto, esiste da 4.6 miliardi di anni, avrebbe tuttavia mantenuto condizioni fortemente avverse allo sviluppo della vita (elevatissime temperature e consistenza fluida della crosta terrestre) per meno di 1 miliardo di anni.
Le prime rocce datano verosimilmente a 4,1 miliardi di anni fa. Tutte queste scoperte cancellano o riducono ad un soffio, forse neppure duecento milioni di anni, il tempo disponibile per arrivare dalla materia inorganica alla prima cellula. Solo un’esigua frazione del tempo su cui gli studiosi credevano di poter fare affidamento alcuni anni fa…
L’ostacolo più severo alla teoria di una genesi casuale della vita mi sembra pertanto, in ultima analisi, di natura statistico-matematica: le poche centinaia di milioni di anni che separano la formazione della terra dalla comparsa delle alghe azzurre non sono sufficienti per ottenere neppure la sequenza corrispondente ad una sola proteina funzionale di medie dimensioni.
La possibilità di ottenere, attraverso tentativi casuali, la tipica sequenza di aminoacidi di un singolo enzima di 200 aminoacidi è stata stimata da F. Prattico in 10^120, mentre per una singola cellula procariotica (il tipo più semplice) occorrerebbero addirittura 10^40.000 tentativi casuali...
Non sarebbe sufficiente l'intera storia dell'universo (13 miliardi di anni). Solo un caso particolarmente fortunato, un evento praticamente unico, potrebbe aver fatto apparire sul nostro pianeta la prima molecola capace di riprodursi.
Anche Crick condivideva questo punto di vista. “Un uomo onesto, munito di tutte le conoscenze attuali, può solo affermare che per ora, in un certo senso, l'origine della vita appare quasi un miracolo tante sono le condizioni che debbono essere soddisfatte perché il meccanismo si metta in moto”.
Ma è chiaro che quando la scienza stessa arriva a parlare di un evento praticamente unico o di un quasi miracolo è la scienza stessa che finisce per suggerire, consapevolmente o no, di non escludere qualcosa che va oltre il puro ambito di ciò che può essere dimostrato e riprodotto in laboratorio.
(fine della II parte)
Stefano