Abiogenesi: A Theory on The Origins of Life

Oggi sappiamo tutti come funziona l’evoluzione. Almeno, la maggior parte di noi ha una comprensione di base di come funziona. Al suo livello più fondamentale, l’evoluzione è un cambiamento nel tempo. Più specificamente, sono i cambiamenti all’interno di una popolazione biologica nel corso di generazioni successive.

In definitiva, la complessità biologica è una delle cose più importanti emerse dall’evoluzione. Le cose sono iniziate in modo semplice. Poi i geni sono mutati, le cellule hanno interagito con il loro ambiente, i mitocondri hanno smesso di essere organismi viventi e hanno iniziato a far parte di una cellula e… vita complessa.

Così sappiamo da dove viene la complessità e la diversità della vita. Abbiamo elefanti, e serpenti, HIV, e il tardigrado grazie all’evoluzione. Quella teoria è impostata. Ma non sappiamo da dove viene la vita stessa. Non capiamo l’inizio di tutto – l’abiogenesi.

L’abiogenesi è l’origine della vita dalla materia non vivente. Ed è stata una domanda scottante per un po’ di tempo (da molto prima che Darwin se ne uscisse con la teoria dell’evoluzione). Ma potrebbe esserci una risposta che si profila all’orizzonte. E questa risposta è sorprendentemente semplice: La vita è inevitabile.

In una serie di articoli, i fisici hanno sostenuto che il verificarsi della vita è una questione di inevitabilità, e hanno una formula valida per sostenere le loro affermazioni. I nuovi modelli che i fisici hanno elaborato sono formulati su teorie fisiche già consolidate, e concludono che la materia si svilupperà generalmente in sistemi che, se “guidati da una fonte esterna di energia” e “circondati da un bagno di calore”, diventano sempre più efficienti nel dissipare l’energia.

Sembra un po’ complicato, quindi vediamo di spiegarlo.

Per capire la teoria, è necessario comprendere la seconda legge della termodinamica, conosciuta anche come la legge dell’entropia crescente o la “freccia del tempo”. La seconda legge afferma: “L’entropia di un sistema isolato non in equilibrio tenderà ad aumentare nel tempo, avvicinandosi ad un valore massimo all’equilibrio.”

Per dirla senza mezzi termini, l’entropia significa che le cose vanno in pezzi. Le cose calde si raffreddano, il gas si diffonde nell’aria, una casa si sgretola ma non aggiunge istantaneamente una nuova cucina. Quindi, come detto in precedenza, le cose cadono a pezzi; si diffondono; l’energia tende a diffondersi con il passare del tempo. L’entropia è fondamentalmente una misura di questa tendenza.

Si misura quanto l’energia è dispersa tra le particelle di un sistema, e quanto sono diffuse queste particelle nello spazio.

Sappiamo che, nel complesso, l’entropia aumenta sempre (che le cose si disperdono) per una semplice questione di probabilità: Ci sono più modi in cui l’energia si disperde che in cui si concentra. Così, quando le particelle di un sistema si muovono e interagiscono, tenderanno, per puro caso, ad adottare configurazioni in cui l’energia si disperde.

È qui che entra in gioco la formula. Il fisico del MIT Jeremy England spiega: “Possiamo mostrare molto semplicemente dalla formula che i risultati evolutivi più probabili saranno quelli che hanno assorbito e dissipato più energia dalle spinte esterne dell’ambiente sulla strada per arrivare lì.

Questo significa che gli ammassi di atomi circondati da un bagno a una certa temperatura, come l’atmosfera o l’oceano, dovrebbero tendere nel tempo a organizzarsi per risuonare sempre meglio con le fonti di lavoro meccanico, elettromagnetico o chimico nel loro ambiente.”

L’autoreplicazione (o riproduzione, in termini biologici), il processo che guida l’evoluzione della vita sulla Terra, è uno di questi meccanismi per cui un sistema potrebbe dissipare una quantità crescente di energia nel tempo. Come ha detto England, “Un ottimo modo per dissipare di più è fare più copie di se stessi.”

Alcuni potrebbero sostenere che non esiste un principio per cui l’entropia debba essere efficiente. Eppure, il lavoro è già stato fatto in questo campo. Ilya Prigogine, un importante chimico fisico belga noto per il suo lavoro sulle strutture dissipative, ha osservato che sotto un potenziale chimico generalizzato, vediamo che la materia si auto-organizza in sistemi che aumentano la dissipazione di quel potenziale.

Inoltre, Karo Michaelian, del Dipartimento di Fisica Sperimentale dell’UNAM, ipotizza in un articolo: “L’RNA e il DNA sono le molecole più efficienti tra quelle conosciute per assorbire l’intensa luce ultravioletta che penetrava nella densa atmosfera primitiva e sono notevolmente rapide nel trasformare questa luce in calore in presenza di acqua liquida. Da questa prospettiva, l’origine e l’evoluzione della vita, inseparabile dall’acqua e dal ciclo dell’acqua, può essere compresa come risultante dall’imperativo termodinamico naturale di aumentare la produzione di entropia della Terra nella sua interazione con il suo ambiente solare.”

In particolare, a questo punto, le idee sono altamente speculative. Tuttavia, non leggere l’ultima frase e assumere che significa che le idee sono poco scientifiche o congetture senza fondamento (per favore, leggi gli articoli collegati per ulteriori informazioni su queste teorie). Inoltre, i risultati teorici sono (ancora) considerati validi. L’interpretazione è dove alcuni pensano che la speculazione sia piuttosto alta (l’interpretazione è l’affermazione che la sua formula rappresenta la forza motrice dietro la formazione della vita). Eppure, ci sono già idee su come potremmo testare questo in un laboratorio.

Puoi vedere la formula qui, o imparare di più su queste idee nel video qui sotto:

Inoltre, dovresti prendere qualche momento della tua giornata per versare attraverso la ricerca di Michaelian cliccando qui.

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