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ALLE ORIGINI DELLA vita

Marco PassarelloCronologia articolo21 ottobre 2010

Storia dell'articolo

Questo articolo è stato pubblicato il 21 ottobre 2010 alle ore 06:44.

NEL LUGLIO 2010 LA UE HA APPROVATO UN PROGETTO BASATO SUL METODO PER LA GENERAZIONE DI ENERGIA DAL GRADIENTE SALINO DI Doriano Brogioli
È nato prima l'uovo o la gallina? La domanda può apparire puerile, ma i biologi che studiano l'origine della vita sono da tempo alle prese con un quesito molto simile: sono nati prima i geni, cioè ciò che permette a un essere vivente di trasmettere i propri caratteri alla discendenza, o il metabolismo, ovvero il complesso delle reazioni chimiche che permette a un organismo di sopravvivere traendo energia dall'ambiente? Dare una risposta non è semplice. Infatti, se la selezione naturale darwiniana fornisce una spiegazione soddisfacente al fenomeno dell'evoluzione dagli organismi semplici a quelli complessi, manca invece ancora una spiegazione scientifica dell'abiogenesi, cioè della nascita dei primi organismi unicellulari dove prima non c'era vita.
«È necessaria l'evoluzione, anche quando l'entità che si evolve non è un essere vivente in senso classico – spiega Doriano Brogioli, il ricercatore italiano che ha recentemente proposto un modello di "selezione naturale" applicabile a molecole non viventi –. Una volta avviata l'evoluzione, il punto di arrivo può essere una struttura di qualunque complessità. Da una singola cellula, l'evoluzione può creare alberi, balene, uccelli, insetti, e tutte le prodigiose forme viventi sulla Terra».
Brogioli, ricercatore al dipartimento di Medicina sperimentale dell'Università Milano-Bicocca, ha pubblicato le conclusioni in materia nell'articolo "Marginally stable chemical systems as precursors of life", su «Pysical Review Letters», in cui dimostra che i sistemi chimici contenenti molecole autoreplicanti sono «marginalmente stabili»; cioè la concentrazione delle molecole non ha un unico stato di equilibrio possibile, ma a seconda delle condizioni iniziali può assumere uno qualunque di infiniti stati contigui. In più, lo studio dimostra come siano sufficienti le normali fluttuazioni termodinamiche (cioè le spontanee variazioni di concentrazione che si verificano per il moto casuale delle molecole) per "smuovere" il sistema e spostarlo verso quegli stati in cui le molecole in grado di replicarsi con maggiore efficienza sono più numerose. In pratica, in sistemi di questo tipo esiste una selezione naturale che favorisce le molecole utili alla vita. «I risultati derivano dal calcolo numerico – dice Brogioli –. Ora è importantissimo trovare una conferma sperimentale. Ci sto lavorando, ma i problemi non sono pochi, a cominciare dal fatto che il sistema descritto nel mio studio ipotizza una replicasi, cioè un enzima in grado di replicare molecole di Rna, che finora non è mai stata prodotta, e quindi l'esperimento non è riproducibile in laboratorio. Ma ho alcune idee per confermare la teoria della stabilità marginale usando sistemi più semplici».

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I risultati di Brogioli non fanno pendere la bilancia a favore di una delle due ipotesi principali sul l'abiogenesi: se il modello che ha usato ipotizza un'evoluzione spontanea delle molecole di cui sono costituiti i nostri geni, il concetto della stabilità marginale potrebbe essere applicato anche a un'analoga evoluzione di sistemi metabolici. «Semmai – spiega – i miei risultati risolvono il problema delle membrane. Finora i modelli di abiogenesi richiedevano che insieme al sistema replicante o metabolico si formassero contemporaneamente delle membrane, ma i miei risultati mostrano che queste non sono necessarie all'evoluzione del sistema, e possono essersi generate in un momento successivo».
Come spesso accade, la scoperta è avvenuta in modo inatteso. «Il mio obiettivo iniziale era quello di verificare come la teoria delle fluttuazioni termodinamiche si applicasse ai sistemi biologici. Solo una volta verificati i risultati mi sono reso conto che nei sistemi che includono molecole autoreplicanti si verifica qualcosa che coincide con l'evoluzione». Del resto, non è la prima volta che le ricerche di Brogioli conducono a risultati interessanti in campi diversi da quello di partenza. Era già successo l'anno scorso, quando da una sua ricerca sulle proprietà meccaniche del Dna in funzione di una cura per il morbo di Alzheimer è scaturito un metodo alternativo per la produzione di energia elettrica a partire dalla miscelazione di liquidi con diversi gradi di salinità. Un lavoro che ha generato un brevetto e gli ha permesso di ottenere un finanziamento di 650.000 euro da parte della Ue, anche se purtroppo le leggi italiane rischiano di vanificarlo. «Per quello che ritengo un semplice errore, il blocco del turn over dei ricercatori è stato esteso anche a chi lavora con fondi di ricerca. Un'assurdità, perché i fondi sono spesso di provenienza Ue o privata, quindi il ricercatore che ci lavora porta introiti all'università e allo Stato. Eppure la legge mi impedisce di crearmi una posizione di ricercatore per lavorare con i fondi che ho ottenuto, rischiando di perdere il finanziamento».
Quanto manca a spiegare l'origine della vita? I passi da chiarire sono ancora molti. «Dobbiamo ancora dimostrare che sia possibile per l'Rna formarsi spontaneamente. Cosa che può essere fatta secondo due strade, una chimica, in laboratorio, e una geologica. E anche l'esplorazione spaziale può darci una mano. Se, come alcuni astronomi sostengono, sui satelliti di Giove troveremo qualcosa di simile ai batteri, questo potrà darci un grandissimo aiuto a capire come la vita possa essersi formata».
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