Atmosfere, Vulcani e origine della vita.

[peppe]

Ultimamente sto leggendo molto sull'origine della vita e mi sono fatto dunque un'idea sull'andazzo di essa sul pianeta Terra. Volevo dunque condividere qualche riflessione.

Cominciamo col dire che la prima atmosfera della Terra e dei suoi vicini rocciosi era prevalentemente costituita da idrogeno residuo della nube di gas che ha originato Sole e sistema solare.
Questa atmosfera però non durò molto, neanchè un miliardo di anni, perchè il vento solare, complice la limitata gravità dei pianeti rocciosi, la spazzò via ma altre atmosfere sostituirono quella precedente. Quella prodotta dai gas dei vulcani che hanno avuto un ruolo cruciale sul pianeta Terra riguardo l'origine della vita.

La Terra fu dotata di una nuova atmosfera costituita da anidride carbonica, metano, ammoniaca ecc, ecc. Dai vulcani usciva anche vapore acqueo che diventava poi acqua liquida, altro componente fondamentale per la vita, anche se il contributo maggiore proviene dallo spazio.

Importante è sottolineare che l'atmosfera primitiva era povera di ossigeno. Questa fu una fortuna vera e propria perchè le molecole della vita, come il dna ad esempo, non possono assemblarsi facilmente in sua presenza poichè verrebbero ossidate.

Fu fondamentale l'aiuto delle membrane di quelle che sarebbero diventate cellule che costituirono un contenitore sicuro per queste molecole dall'azione di quel poco ossigeno presente.
Ma ancor più importante lo giocò, si pensa, il ruolo della prima atmosfera, quella ricca in idrogeno.
Questa atmosfera costituì un ambiente riducente che permetteva alle molecole della vita di assemblarsi più facilmente. Si stima che fu sufficiente un'atmosfera satura intorno al 40% di idrogeno per questo.

I vulcani hanno contributo all'effetto serra del pianeta. Grazie ad esso la radiazione solare (energia) veniva intrappolata sul pianeta. Energia fondamentale anche per le reazioni chimiche che facevano unire le molecole semplici in molecole più complesse utili allo sviluppo del vivente..

Ma la cosa che mi ha fatto riflettere è la presenza del fosforo nelle molecole che ci compongono. Basta pensare al DNA o all'RNA ma anche all'ATP (una molecola che accumula energia con i suoi legami e che la rilascia ogni qual volta la cellula ha bisogno). Quindi molecole fondamentali per la vita terrestre che non devono mancare.

Ebbene il fosforo è una molecola più rara di carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno prodotti in quantità abbastanza elevate dalle stelle. Perfino il silicio è più abbondante del fosforo. Quest'ultimo si produce dalla combustione del ossigneo a temperature di un miliardo di gradi, quindi temperature che solo stelle massicce riescono a raggiungere.

A discapito della rarità, il fosforo è una molecola importantissima per la vita terrestre rispetto ad esempio al silicio. Secondo statistica e probabilità dovrebbe succedere il contrario.

Oltre a produrlo, il pianeta lo deve accumulare e depositare. L'acqua ad esempio lo trasforma in una forma di deposito. Quindi ben venga l'acqua e ben vengano anche i vulcani ma solo un pianeta abbastanza grande può mantenere un attività vulcanica sempre attivo.
Ci sarebbe da considerare che potremmo trovarci in una regione della galassia ricca di fosforo che avrebbe potuto favorire la vita..

Quindi pianeta roccioso abbastanza grande da contenere atmosfera, acqua e attività vulcanica, fosforo in quantità elevate anche se raro sul pianeta, ecc ecc..Tutto questo ha giocato a favore della vita...

Voi che ne pensate di tutto ciò?

[Andrea I.]

Quindi, correggimi se sbaglio, ma bisognerebbe stabilire come sia nata la vita vegetale. Visto che senza quella immagino che la vita animale, che ha bisogno in genere di ossigeno, nelle condizioni che hai citato nelle tue interessanti riflessioni non avrebbe potuto svilupparsi. Che venga da loro anche il fosforo oltre che l'ossigeno?
Se é una cretinata chiedo scusa, sto solo cercando di ragionarci sopra mentre mi rotolo nella mia ignoranza in materia

[peppe]

Quindi, correggimi se sbaglio, ma bisognerebbe stabilire come sia nata la vita vegetale. Visto che senza quella immagino che la vita animale, che ha bisogno in genere di ossigeno, nelle condizioni che hai citato nelle tue interessanti riflessioni non avrebbe potuto svilupparsi. Che venga da loro anche il fosforo oltre che l'ossigeno?
Se é una cretinata chiedo scusa, sto solo cercando di ragionarci sopra mentre mi rotolo nella mia ignoranza in materia

non ti preoccupare..
facciamo il punto..
l'ossigeno in atmosfera è aumentato a causa degli esseri viventi che lo producono .i responsabii dell'aumento di percentuale dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre non sono le piante ma i batteri. ciò potrebbe sorprendere ma è cosi...anche le piante contribuiscono ma i batteri lo fanno di più. lo fanno ancora oggi.
Senza considerare che inizialmente l'ossigeno veniva catturato dal ferro formando dei composti che si depositavano e che impedivano il suo accumulo in atmosfera...l'attività poi degli esseri viventi primordiali però fu inarrestabile e l'ossigeno ha cominciato a sfuggire al ferro accumulandosi in atmosfera.

per quanto riguarda il fosforo. esso è una atomo importantissimo che viene inglobato nel dna, rna e ATP, come detto sopra. le reazioni con il fosforo erano fattibili anche dai primi esseri viventi (ricordi dell'esame di biochimica II )
e questi non necessariamente dovevano essere vegetali.

forse un fattore importante fu l'inizio della fotosintesi..alcuni hanno talmente retrodatato l'origine che si pensa coincida con l'origine della vita...fotosintesi ovviamente batterica...e l'origine fu causata dal fatto che molecole,cioè i pigmenti, rimanevano intrappolate nelle membrane primitive e questi funzionavano un pò come pannelli solari in grado di catturare la luce e quindi energia necessaria per le reazioni chimiche.

[Red Hanuman]

Allora.... Per il discorso dell'atmosfera riducente a base idrogeno, se dai un'occhiata QUI non te ne pentirai....
Per il fosforo, interessante quello che dici. C'è però da considerare che il fosforo non è poi così raro in senso assoluto, e che nella crosta terrestre (che, con l'acqua, ha fatto da substrato d'origine della vita) è all'11° posto come abbondanza (per intenderci, è più abbondante del carbonio e dell'azoto). Se a questo aggiungo un comportamento chimico molto simile a quello dell'azoto, non mi stupisce più di tanto la sua importanza per gli organismi viventi. IMHO, naturalmente....

[peppe]

Allora.... Per il discorso dell'atmosfera riducente a base idrogeno, se dai un'occhiata QUI non te ne pentirai....
Per il fosforo, interessante quello che dici. C'è però da considerare che il fosforo non è poi così raro in senso assoluto, e che nella crosta terrestre (che, con l'acqua, ha fatto da substrato d'origine della vita) è all'11° posto come abbondanza (per intenderci, è più abbondante del carbonio e dell'azoto). Se a questo aggiungo un comportamento chimico molto simile a quello dell'azoto, non mi stupisce più di tanto la sua importanza per gli organismi viventi. IMHO, naturalmente....

la forza del fosforo sta nel fostato il cui legame con altre specie è altamente energetico..poi costituisce uno dei legami più importanti nello stabilizzare il dna tra i vari nucleotidi...

per l'idrogeno interessante non lo sapevo questo
comunque grazie per le tue precisazioni..non si finisce mai di imparare qualcosa

per quanto riguarda l'atmosfera riducente, quello che intendo dire è che le molecole della vita per polimerizzare hanno bisogno di questa atmosfera...per una questione energetica e di stabilità...l'ossigeno era il nemico da combattere invece perchè ossida tutto quello che trova.
se non sbaglio l'ho sentito in qualche doc...ma non ne sono sicurissimo, forse l'avrò letto tra i vari libri che ho

comunque se questa fosse stata la complicazione della vita, guardate che struttura ha costruito la vita ed è fondamentale per noi, altrimenti siamo fregati..basta cliccare su vitamina b12 nella mia firma...
(tra parentesi alla fine il prof non me l'ha chiesta)
tra l'altro quella vitamina, attualmente, è fondamentale per la sintesi di nucleotidi, i costituenti del dna

[Andrea I.]

Bah...nella mia faciloneria ho impostato nella mia testa l'equazione vegetali = fotosintesi.

Comunque state tirando fuori tante cose interessanti

Quindi il primo "sistema operativo" della vita deve essere stato necessariamente la fotosintesi?
Se non é chiedere troppo, quali sono gli "ingredienti fondamentali minimi" necessari perché questo processo possa verificarsi?
E visto che ci siamo....c'è un'altro processo, in natura, che assomiglia seppur vagamente a quello della fotosintesi?
Grazie a entrambi per le risposte.....Mi state insegnando davvero tanto!

[peppe]

Bah...nella mia faciloneria ho impostato nella mia testa l'equazione vegetali = fotosintesi.

Comunque state tirando fuori tante cose interessanti

Quindi il primo "sistema operativo" della vita deve essere stato necessariamente la fotosintesi?
Se non é chiedere troppo, quali sono gli "ingredienti fondamentali minimi" necessari perché questo processo possa verificarsi?
E visto che ci siamo....c'è un'altro processo, in natura, che assomiglia seppur vagamente a quello della fotosintesi?
Grazie a entrambi per le risposte.....Mi state insegnando davvero tanto!

allora vediamo come impostare il discorso dato che non è semplicissimo

Quindi il primo "sistema operativo" della vita deve essere stato necessariamente la fotosintesi?
non necessariamente. come ho scritto prima, alcuni pensano che la fotosintesi sia coincisa con la partenza della vita. sono solo ipotesi. tante ipotesi e nessuna certezza ma supposizioni basate su osservazioni della vita attuale e sulle presunte condizioni in cui era il pianeta all'epoca delle origini.
ci sono organismi viventi in grado di sfruttare composti chimici svariati basati su azoto o lo zolfo ad esempio...
logico quindi supporre che se queste molecole vi erano all'inizio, la vita le abbia sfruttate per ottenere energia.
in più vi era la fotosintesi classica..
la fotosintesi attuale funziona cosi.

ci sono molecole, dette pigmenti, che funzionano come pannelli solari, riescono cioè a catturare la luce vale a dire energia.
in parole povere grazie all'energia Co2 + H20 formano lo zucchero di riferimento (il glucosio) + l'ossigeno molecolare che è poi il "prodotto di scarto" per cosi dire. lo zucchero verrà sfruttato per ottenere energia per l'esigenze dell'organismo.
in mezzo alla "semplice" reazione descritta prima c'è un meccanismo un pò complesso..almeno quello attuale. magari agli inizi era più semplice
detto proprio in parole povere, altrimenti si scriverebbero papiri

[Ivan Priano]

Quindi il primo "sistema operativo" della vita deve essere stato necessariamente la fotosintesi?

Direi di no, la fotosintesi dovrebbe essere avvenuta in un periodo intermedio.

Quasi sicuramente le prime forme di vita hanno sfruttato una chemiosintesi, ovvero una trasformazione di materiale inorganico ad organico utilizzando come energia o differenze di potenziali ossidoriduttivi o fonti di calore.

Soprattutto la seconda è molto interessante, poiché permette di ricollegarci ad esempio alle fumarole oceaniche che riversano molti minerali negli oceani. La vita potrebbe aver facilmente avuto inizio in luoghi come questi, utilizzando il calore proveniente dalla Terra stessa per alimentare i primi processi metabolici.

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Per chi fosse interessato, ho trovato interessante questo documentario incentrato sulla storia della Terra da un punto di vista prettamente geologico.