Quando e dove comparvero le prime forme di vita

Non è possibile determinare con certezza quando e come sono nate le prime forme di vita, ma quello che sappiamo è che i primi microrganismi unicellulari devono essersi formati in ambiente acquatico e quindi sono successivi alla comparsa di acqua allo stato liquido sul nostro Pianeta.

Grazie a delle tracce fossili che ci hanno lasciato, dette stromatoliti, sappiamo che i primi organismi devono essere apparsi già oltre 3,5 miliardi di anni fa.

Qual è la prima forma di vita apparsa sulla Terra?

Le prime forme di vita sulla Terra sono state microrganismi procarioti come batteri e archei. Si tratta di forme di vita molto semplici, costituite principalmente da singole cellule senza un nucleo ben definito, che si nutrivano di sostanze chimiche presenti nell'ambiente circostante. Il processo di abiogenesi, ovvero l’origine della vita a partire da materia non vivente, non sarebbe stato un singolo evento ma piuttosto un processo graduale di aumento di complessità del sistema.

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di Salvatore Ferraro

Ancora non è certo se i primi organismi fossero eterotrofi, ovvero che necessitano di nutrirsi di altri organismi per sopravvivere, come noi animali, oppure autotrofi, in grado di sintetizzare energia a partire da materia non vivente, come le piante. Non è nemmeno chiaro se la vita si sia originata un’unica volta o più volte in condizioni simili.

Quello che sembra essere certo è che questi semplici organismi saranno i precursori delle forme di vita più complesse che poi si sarebbero evolute nel corso del tempo: prima gli organismi unicellulari eucarioti dotati di nucleo, poi i primi organismi pluricellulari, fino all’esplosione delle forme di vita animali e vegetali complesse a partire dal Cambriano, "solo" 541 milioni di anni fa.

Quando sono apparse le prime forme di vita sulla Terra?

Si stima che la vita sulla Terra abbia avuto origine intorno ai 3,9 miliardi di anni fa, durante l’eone Archeano, quando il pianeta iniziò a raffreddarsi fino a raggiungere una temperatura che consentì all'acqua di raggiungere lo stato liquido.  Prima di questo periodo, durante quindi l’eone Adeano, la Terra era ancora una massa incandescente inadatta ad ospitare forme di vita per come le conosciamo oggi.

Ad avvalorare questa tesi ci sono le scoperte di strutture microbiche fossili, dette stromatoliti, risalenti a ben 3,7 miliardi di anni fa, rinvenute in alcune formazioni della Groenlandia. Alcuni studi, inoltre, stanno attualmente indagando circa il tempo di formazione di questi microrganismi, che potrebbe essere stato sorprendentemente rapido.

Dove si svilupparono le prime forme di vita?

Le ipotesi sulla formazione delle prime molecole organiche e successivamente delle prime forme di vita vere e proprie sono ancora molteplici. Si ritiene comunemente, però, che la vita sia comparsa in ambienti acquatici, come sorgenti calde oceaniche o pozze d'acqua calda, dove le condizioni erano favorevoli alla formazione di queste molecole complesse e alla successiva evoluzione della vita.

In particolare, luoghi come le sorgenti termali oceaniche e le zone di attività vulcanica sottomarine potrebbero aver fornito le condizioni ottimali alla nascita delle prime forme di vita grazie alla presenza sia di grande energia disponibile che di nutrienti chimici necessari per sostenere la vita microbica.

Celebre è l'esperimento del 1952 del professor Stanley Lloyd Miller, il quale mise all’interno di una boccia di vetro dell’acqua mantenuta ad alta temperatura e in un’altra boccia una miscela di idrogeno, ammoniaca e metano. La scelta di questi gas non fu casuale: si pensava, infatti, che questi, insieme al vapore acqueo, potessero costituire l’atmosfera primordiale. L’acqua calda avrebbe rappresentato un modello dell’oceano primitivo, i cui vapori passavano attraverso un tubo al recipiente che conteneva la miscela di gas.

Questo ed altri esperimenti simili dimostrarono che in condizioni di alte temperature, temporali frequenti e intensi raggi ultravioletti, condizioni che si immagina fossero ancora presenti sulla terra 4 miliardi di anni fa, le molecole inorganiche semplici potevano di trasformarsi in sostanze più complesse, che noi chiamiamo organiche in quanto parte degli organismi viventi. Queste sostanze sarebbero state poi in grado di reagire tra di loro nell’oceano.

Un'altra possibile risposta all’enigma dell’origine della vita fu fornita negli anni ottanta da Günter Wächtershäuser nella sua teoria del mondo a ferro-zolfo. Secondo questa teoria, una forma primordiale di metabolismo avrebbe anticipato la genetica: un ciclo di reazioni chimiche capaci di produrre sufficiente energia da poter essere riutilizzata in altri processi.

La differenza fondamentale di questa teoria è che la vita non si sarebbe sviluppata semplicemnte in acqua, ma su superfici minerali come le piriti ferrose delle fonti idrotermali profonde, un ambiente anaerobico, con temperature di quasi 100 °C e pressioni elevatissime. Le prime "cellule" sarebbero quindi state bolle lipidiche su superfici minerali.