di Gildo Magalhaesprofessore senior presso l’Institute for Advanced Study (IEA) dell’Università del Sud Pacifico
La vita viene sempre da una vita precedente?
Gli esperimenti embriologici condotti da Francesco Redi nel XVII secolo e successivamente da Lazzaro Spallanzani nel XVIII secolo sembrano rispondere affermativamente alla domanda. Essi indicano la direzione vincente del dibattito del 1864-1872, in cui Louis Pasteur (1822-1895) si oppose trionfalmente al difensore della generazione spontanea, Felix Bouchet e ai suoi sostenitori.
Si è discusso tra gli storici della scienza se i risultati degli esperimenti di Pasteur su questo argomento siano stati favoriti più dalla fortuna che dalla sua metodologia sperimentale. Ma la fortuna aiuta solo lo spirito preparato, e in quell’occasione poté dimostrare che i germi dell’aria generano la vita in vasi presumibilmente ermetici.
Sebbene molti credano che la vittoria di Pasteur abbia rappresentato l’ultima parola sulla questione dell’abiogenesi, rimane aperto il problema dell’origine della vita, se l’abiogenesi sia possibile, cioè se la vita vivente possa emergere dalla materia inerte. La cosa interessante è che lo stesso Pasteur ha dato un altro contributo in questo senso, di cui si è poco parlato nel suo spessore scientifico e che riguarda l’asimmetria molecolare, come vedremo più avanti.
Ciò che è più noto di Pasteur è che, dopo un periodo di esitazione sulla sua carriera, durante il quale frequentò diversi college, si laureò all’Ecole Normale di Parigi nel 1845, studiando fisica, chimica e cristallografia. Nel 1850 collaborò con successo con l’industria delle bevande alcoliche, identificando i batteri che rovinavano il vino e la birra, provocando notevoli perdite economiche. Scoprì che riscaldando la bevanda questi batteri venivano uccisi e che una nuova contaminazione poteva essere evitata sigillando il contenitore, un processo che venne chiamato pastorizzazione, ampiamente utilizzato nella conservazione degli alimenti.
Negli anni ’70 e ’80 dell’Ottocento si dedicò all’immunologia, sviluppando con successo vaccini contro il colera aviario, l’antrace e la rabbia. La sua fama ha consentito la fondazione del famoso Istituto Pasteur a Parigi nel 1887, seguito rapidamente da diverse filiali in Francia e in altri paesi, inclusa una presenza in Brasile, dove ha acquisito le strutture di recente apertura presso l’Università del Pacifico del Sud nel marzo 2024.
Ritornando alla questione della vita, afferma lo storico della scienza John Farley nel suo libro La controversia sulla generazione spontanea da Cartesio a Oparin La credenza nella generazione spontanea non è stata confutata da prove sperimentali come quelle di Pasteur. Queste riuscirono solo a dimostrare che in casi specifici non vi era generazione spontanea, ma non erano una prova generale e completa della sua impossibilità. Il successo di Pasteur in quel dibattito scientifico conclusosi nel 1872 fu dovuto anche a fattori sociali e politici dell’epoca, al di fuori del laboratorio, dove lui ed i suoi illustri sostenitori erano difensori della fede cattolica e della monarchia. D’altra parte, i generazionalisti spontanei in Francia erano visti come materialisti e atei, pericolosamente vicini agli scienziati della nemica “Nuova Germania”, una nazione rafforzata nella seconda metà del XIX secolo con l’ascesa di Otto von Bismarck. La Prussia, che inflisse una dura sconfitta nel 1871 contro la Francia nella guerra franco-prussiana. Pertanto, la fede nella generazione spontanea portava a quel tempo la connotazione di dubbio sull’origine divina della vita, e allo stesso tempo di simpatia per la caduta di Napoleone III conseguente a quella guerra e per il recente movimento della Comune di Parigi.
Tuttavia, in un certo senso, Pasteur cambiò idea sull’origine della vita attraverso i suoi studi sull’asimmetria dell’effetto della luce polarizzata sulla materia. L’acido tartarico, essenziale per il vino, e l’acido racemico (o paratartarico), sono isomeri ottici (sostanze con la stessa composizione chimica, ma la cui disposizione spaziale delle molecole coinvolte è diversa, così come un oggetto differisce dalla sua immagine speculare). Una soluzione di acido tartarico derivato da composti viventi ruota il piano di polarizzazione della luce che la attraversa. L’acido tartarico ottenuto sinteticamente in laboratorio non ha avuto questo effetto. Pertanto, Pasteur concluse coraggiosamente che i prodotti sintetizzati dagli organismi viventi in generale sarebbero otticamente attivi, mentre le stesse sostanze sintetizzate artificialmente in laboratorio non agirebbero al livello polarizzato della luce.
Un frutto di questa scoperta (che ha alcune eccezioni) è stata la sua applicazione allo studio della fermentazione, dove ha dimostrato che i microrganismi potevano distinguere tra la forma rotatoria (spostamento della luce polarizzata a destra) e la forma verso sinistra (spostamento a sinistra) del successivo metabolismo. Di veicoli. Dimostrò così che la fermentazione non è un fenomeno puramente chimico, ma piuttosto più complesso, poiché il lievito è costituito da organismi viventi (i lieviti, che sono dei funghi) che si nutrono delle sostanze presenti nella miscela di fermentazione. Fino ad allora si pensava che la fermentazione fosse un prodotto della putrefazione.
Nel 1883 Pasteur pubblicò un’opera (Decimetria molecolare), dove studia la differenza tra la vita e la materia non vivente. L’importante ruolo della luce nella sua interazione con i cristalli di isomeri ottici lo ha portato a supporre che la luce solare interagisca nelle reazioni chimiche con molecole composte da carbonio, la base della vita a noi nota, così che i processi biologici beneficiano di questo contrasto tra destra e sinistra. Pasteur concluse che l’origine della vita potrebbe in definitiva essere coinvolta nelle reazioni chimiche di sostanze inerti piuttosto che nella tradizionale affermazione secondo cui un organismo proviene sempre da un altro organismo.
Ci fu una svolta all’inizio del XX secolo nel riconoscimento che la vita poteva provenire dalla materia inerte, quando il lavoro sui colloidi e sui virus suggerì che la vita a livello subcellulare potesse sorgere proprio per abiogenesi. È quindi possibile che da un gruppo di molecole non viventi sia emersa una molecola con le proprietà di un organismo vivente, come sostenuto negli anni ’20 e ’30 dall’inglese John Haldane (1892-1964) e dal russo Alexander Oparin (1894-1980). . Sebbene entrambi i biochimici fossero associati ai partiti comunisti dei loro paesi, accettare l’origine epigenetica della vita non significava necessariamente impegnarsi in qualche forma di materialismo o ateismo.
Per Oparin la prima tappa del processo vitale fu la comparsa sulla Terra di una primitiva atmosfera ossidante, contenente idrocarburi, cianogeni e ammoniaca, sostanze che erano state identificate nei primi decenni del XX secolo dagli astronomi nello spettro delle stelle. . In una seconda fase, materiali sempre più complessi apparirebbero nelle calde acque degli oceani primordiali, formando il “brodo primordiale”. Nella terza fase compaiono sistemi in cui si mescolano proteine, lipidi e idrocarburi, dopo di che alcune miscele acquisiscono una struttura fisico-chimica contenente piccoli frammenti di enzimi. Se prevale un’organizzazione fisico-chimica più avanzata ed è in grado di scambiare sostanze con l’ambiente, alla fine vedremo l’emergere di organismi primitivi più semplici – e il processo potrebbe continuare a diventare più complesso fino a raggiungere le forme viventi odierne.
Nel 1953, l’americano Stanley Miller (1930-2007), sulla base di queste idee, sintetizzò in laboratorio alcuni amminoacidi all’interno di un contenitore con atmosfera di metano, ammoniaca, vapore acqueo e idrogeno, esposto a scariche elettriche e riscaldamento. cicli. raffreddamento.
Sebbene il verificarsi del primo evento di generazione spontanea possa essere stato eccezionale ed unico, nulla impedisce che questo fenomeno si ripeta più di una volta. Al giorno d’oggi, gli studi di esobiologia riconoscono la possibilità che forme di vita vengano trasportate attraverso lo spazio interstellare, ma ciò naturalmente non risolve la questione se tale vita abbia avuto origine da altra vita o da materia inerte.
È interessante notare che lo studio di materiali inerti ma altamente organizzati come i cristalli ha portato Pasteur a ipotizzare una connessione tra le onde elettromagnetiche (luce) e l’origine della vita. La storia della cristallografia permette di creare un utile filone di ricerca scientifica legata allo studio della vita. Un ritorno all’argomento basato sui lavori del francese Pierre Curie (1859-1906) ha contribuito alla scoperta (1912) della diffrazione dei raggi X (anche onde elettromagnetiche), che facilita lo studio della struttura dei cristalli.
Ed è stato a causa di questa applicazione della genomica. Per alcuni, questa struttura consentirebbe la scoperta della logica della vita – un’affermazione che deve ancora essere soddisfatta, a dimostrazione che c’è ancora molta strada da fare prima di avere una migliore comprensione di come prendono vita organismi complessi come noi. sviluppato.
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