La vita come transizione di fase

Uno dei grandi misteri della vita riguarda il “come” essa sia iniziata. Quale processo ha trasformato una mistura di componenti chimici in qualcosa capace di fare delle scelte ben definite e di organizzarsi al meglio per la propria moltiplicazione?

Per più di un secolo gli scienziati hanno provato e riprovato a ricostruire il primo passo biologico. Il punto focale è sempre stato scoprire come i mattoni chimici della vita (materia organica) possano essersi sintetizzati nella Terra antica e, forse, nello spazio. Purtroppo, ciò è capitato troppo tempo fa e trovare le tracce per studiare le trasformazioni chimiche dettagliate è un’impresa disperata.

Poco male, dicono all’Università dell’Arizona: è comunque  necessario un nuovo approccio. E’ inutile cercare nella chimica organica i segni della trasformazione, bisogna impostare il problema in modo del tutto nuovo.

In parole semplici, non basta studiare l’hardware (le basi chimiche della vita), ma il software, ossia il contenuto d’informazione e il suo utilizzo. La chimica spiega la sostanza della macchina, ma questa non può funzionare senza dati e senza un programma. La vera differenza tra non-vita e vita è il modo con cui gli organismi sanno utilizzare le informazioni che scorrono continuamente nel sistema. In altre parole, la chimica organica fornisce il materiale e i dati necessari, ma solo un programma può leggerli ed elaborarli.

Ammetto che la risposta per molti sembrerebbe semplicissima: “la scintilla divina, ossia la capacità di leggere i dati e di sfruttarli per scopi ben precisi”. Tuttavia, se non vi è stato bisogno di scintilla divina per creare il computer “organico” , non potrebbe darsi che anche il suo utilizzo non ne abbia avuto bisogno?

Quando l’uomo studia i processi vitali non fa altro che analizzare i segnali inviati dalle cellule e seguire i programmi di sviluppo, la lettura dei codici che contengono le istruzioni, la trasmissione dei dati fondamentali che legano generazione a generazione. In altre parole, cerca di leggere il software, indipendentemente dall’hardware che lo contiene.

I ricercatori dell’Arizona si chiedono allora se non sia il caso di entrare sempre più nei dettagli del programma e cercare di studiarne i metodi elaborativi di base.

Essi hanno perciò posto il problema da un punto di vista fisico: la vita, rispetto alla non-vita è una specie di transizione di fase. Essa è unica e descrivibile (esiste un solo programma in grado di leggere i dati chimici ed elaborarli). Bisogna solo capire i criteri base su cui si fonda il programma.

Questo approccio (non certo ovvio) è in netto contrasto con quanto fatto finora, quando si considerava la vita come un problema di chimica e si ci arrovellava nella ricerca della reazione critica di passaggio da una mistura di molecole organiche a un’entità vivente. In altre parole, si continuava a studiare l’hardware sperando che il problema fosse solo un suo passo successivo.

Il nuovo approccio intende capire la vera differenza che esiste tra la replica “stupida” e automatica di un cristallo (chimica) e una replica organizzata e dettata da un programma vero e proprio (biologia). In un certo senso bisogna passare da una visione casuale dell’evoluzione a una visione causale.  Solo così si potrà capire la transizione di fase da non-vita a vita.

Che dirvi? Il discorso è bello e stimolante, anche se sconfina facilmente nella visione etica della singola persona. Limitare la vita a un processo puramente chimico era forse troppo riduttivo; pensare di descrivere il programma che è in grado di leggere le informazioni e usarle seguendo regole prestabilite, è sicuramente una fisica terribilmente ambiziosa. Tuttavia, sappiamo benissimo che i processi fisici fanno qualcosa del genere, in moltissimi casi…

Per chi vuole andare più a fondo, ecco il lavoro originale.

 

Ti ricordiamo che per commentare devi essere registrato. Iscriviti al Forum di Astronomia.com ed entra a far parte della nostra community. Ti aspettiamo! : )

8 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. studiando biologia qualche cosina l'ho sentita

    per esempio Abiogenesi: meccanismi fisici e chimici che hanno portato innanzitutto alla formazione della cellula primitiva vista dapprima con un semplice contenitore di molecole che poi daranno origine ai meccanismi del vivente..
    questo contenitore permetteva un maggior numero di contatti tra molecole e quando si riempiva troppo si duplicava per semplici leggi chimico-fisiche.
    garantiva inoltre protezione poichè c'era bisogno di un ambiente riducente affinchè si potesse passare da molecole piccole alla loro associazione per formare le molecole grandi (quindi rna e relativo mondo)..
    alcune di queste molecole poi hanno cominciato a innescare reazioni che permettevano di duplicarsi...anche se all'inizio era imperfetta e portava a vicoli ciechi prima o poi con miliardi di tentativi si è arrivati alla giusta combinazione per la riproduzione perfetta della molecola del codice genetico (rna prima e dna dopo)

    quindi in sostanza c'è la creazione di una molecola di base (rna) che si forma grazie all'ambiente riducente che poteva essere garantito dall'antica membrana cellulare...in realtà ci saranno state tantissime combinazioni di rna che sono entrate in competizione, poi la migliore ha prevalso...
    comunque un assaggio video può spiegare meglio alcune cose:

  2. trovare un nesso causale tra elementeiche ne danno un salto di vita, non significa l'assenza di un creatore, e la spiegazione chimica non sminuisce il valore individuale della vita in sè

  3. La scienza ha sempre, giustamente e non solo, studiato tutto ciò che riguarda il come la vita sia iniziata spinta dalla necessità del sapere seguendo la materialistica strada della logica razionale il "come" transizione di fase da materia a materia per istinto di sopravvivenza della materia stessa, vorrei capire se su tutti questi processi di evoluzione si possa anche provare una consapevolezza di comprensione dell'esistenza stessa.

  4. non è seriamente pensabile che la vita sia semplicemente una questione chimica. al contrario è un vero e proprio hardware chimico "gestito" da un software elettromagnetico.
    per arrivare a fondo su questo tema però bisogna cambiare radicalmente mentalità. oggi la cultura media scientifica in merito a questi argomenti è ancora estremamente rigida e riduzionista e il motivo è che fà comodo a svariati interessi.

  5. Credo che gli esperimenti fatti con il cosiddetto "brodo primordiale) in cui sono presenti tutti gli elementi chimici, temperatura, scariche elettriche provocate, non abbia portato a risultati concreti, per cui l'origine della vita cioè il passaggio da elementi chimici a cellule viventi è ancora un mistero. La vita che dalle prime cellule viventi ha portato alla formazione di organismi sempre in evoluzione, sembra che abbia seguito degli schemi precisi che con l'evoluzione durata miliardi (forse) di anni ha portato alle forme di vita attuali come è possibile che si sia formata per caso? Anche se sulla Terra sono arrivati (per ipotesi) dallo spazio elementi dai quali poi si è sviluppata la vita avendo trovato un ambiente favorevole, c'è da chiedersi comunque come altrove si siamo sviluppati questi elementi. Erano forse già presenti all'inizio della formazione dell'Universo?.

  6. Citazione Originariamente Scritto da luigino Visualizza Messaggio
    Credo che gli esperimenti fatti con il cosiddetto "brodo primordiale) in cui sono presenti tutti gli elementi chimici, temperatura, scariche elettriche provocate, non abbia portato a risultati concreti, per cui l'origine della vita cioè il passaggio da elementi chimici a cellule viventi è ancora un mistero. La vita che dalle prime cellule viventi ha portato alla formazione di organismi sempre in evoluzione, sembra che abbia seguito degli schemi precisi che con l'evoluzione durata miliardi (forse) di anni ha portato alle forme di vita attuali come è possibile che si sia formata per caso? Anche se sulla Terra sono arrivati (per ipotesi) dallo spazio elementi dai quali poi si è sviluppata la vita avendo trovato un ambiente favorevole, c'è da chiedersi comunque come altrove si siamo sviluppati questi elementi. Erano forse già presenti all'inizio della formazione dell'Universo?.
    caro luigino,
    l'universo brulica di composti organici fin da tempi remotissimi. In fondo basta un po' di carbonio, idrogeno e una spruzzatina di altri elementi. Le fabbriche li hanno preparati fin dalla prima supernova...

  7. Caro Enzo,
    estremamente interessante, e poi Paul Davies è una sicurezza
    Considerando, poi, che si conosce solo un tipo di vita legata al DNA fa propendere per una scelta obbligata...