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ScientificaMENTE è una serie di articoli dedicati alla divulgazione scientifica.
Affrontiamo argomenti di Biologia, Chimica, Geografia, Ecologia, Scienze della Terra e molti altri di carattere tecnico – scientifico, utilizzando termini il più possibile semplificati, allo scopo di avvicinare le materie scientifiche al più vasto pubblico di lettori.
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IPOTESI
MODERNA SULL’ORIGINE DELLA VITA
La ricetta della vita
come la conosciamo si basa su due soli ingredienti: il carbonio e l'acqua. A
questi ne vanno aggiunti altri due perché si combinino in maniera perfetta:
tempo e temperature adeguate. Il tempo parte da un miliardo di anni, è quanto
ci ha messo la terra giovanissima per vedere la comparsa dei primi minuscoli
organismi viventi, un miliardo di anni dalla nascita del sistema solare da
quando, ecco il fattore temperatura, il Sole è diventato una stella stabile,
sia per dimensioni che per quantità di radiazione, cioè di calore emesso. Da quel momento, da quando
la nostra stella è diventata come la conosciamo oggi, tutto il lavoro è passato
al carbonio e all’acqua , i due veri architetti della vita sulla Terra, senza i
quali nulla sarebbe mai successo. Perché il carbonio è l’unico elemento chimico
presente in natura che può costruire il numero di combinazioni richieste per la
vita. Il numero di composti del carbonio arriva infatti a 200.000, 10 volte più
di qualsiasi altro elemento. Una cifra che permette di costruire le infinite
combinazioni che costituiscono gli amminoacidi e le proteine , i mattoni della
vita. Come un supercomputer il carbonio è in grado dei creare gli immensi
archivi di dati e informazioni necessarie a costruire un organismo complesso
come il nostro. Tutti gli archivi che la nostra specie ha acquisito in migliaia
di anni di evoluzione ed è in grado di
di replicare e trasmettere alle generazioni successive.
Ma le straordinarie
caratteristiche del carbonio non avrebbero comunque portato alla nascita della
vita se non ci fosse stato un liquido che offrisse un ambiente adatto alle
complesse reazioni chimiche necessarie. Questo liquido è l'acqua e non può
essere nessun altro, perché il liquido nel quale avvengono queste
particolarissime reazioni chimiche deve avere caratteristiche precise: deve
essere disponibile ed inalterato su archi di tempo molto lunghi, non deve avere
un punto di ebollizione troppo basso perché le veloci reazioni chimiche della
vita necessitano di calore, deve essere un buon solvente ovvero devi risolvere
una vasta gamma di molecole complesse e semplici. Queste caratteristiche sono
possedute solo dall’acqua. La vita però pone molte altre condizioni per
nascere. Il tipo di stella intorno a cui il pianeta ruota non deve essere
troppo grande né troppo piccolo, la sua composizione deve contenere gli
elementi necessari alla chimica organica, primo tra tutti il carbonio. La sua
distanza deve garantire al pianeta una temperatura tale da consentire la
presenza di acqua liquida in superficie. Ci sono anche altri fattori legati
all’orbita del pianeta, come
l'inclinazione dell’asse di rotazione e una distanza pressoché costante lungo
l’intera corsa intorno alla sua stella. In pratica il perfetto identikit della
Terra, l’unico pianeta su cui sappiamo essersi sviluppata la vita, almeno per
ora.
Nell’agosto del 1980
alcuni paleobiologi scoprirono in una roccia sedimentaria australiana strutture
fossili denominate stromatoliti,
risalenti a 3,5 miliardi a.f., cioè “appena” un miliardo di anni dopo la
nascita della Terra, la cui età è stata stimata con sufficiente approssimazione
grazie al metodo del decadimento radioattivo intorno a 4-5 miliardi di anni. Il
tempo di un miliardo di anni che separa i due eventi può essere considerato
l’intervallo di tempo necessario per l’evoluzione chimica pre-biologica.
L’atmosfera primitiva
era molto diversa da quella odierna ed è inoltre evidente che anche il più
semplice degli attuali organismi, come ad esempio un’ameba, risulta capace di
compiere funzioni troppo complicate per farci ritenere che tale complessità sia
sorta improvvisamente. Si deve pertanto ipotizzare un’evoluzione in 3 fasi:
·
evoluzione chimica
inorganica
·
evoluzione chimica
organica
·
evoluzione biologica
La prima iniziò
probabilmente con l’origine stessa dell’Universo e proseguì con una serie di
reazioni in cui si formarono gli elementi del sistema periodico. Quando si
formò il sistema solare i principali elementi chimici che sono alla base di
ogni essere vivente (IDROGENO, OSSIGENO, CARBONIO, AZOTO e FOSFORO) si erano
già combinati a formare l’AMMONIACA, il METANO e l’ACQUA.
Quattro miliardi e
mezzo di anni fa erano probabilmente già presenti le prime rudimentali
molecole, da cui si sarebbero formate quelle complesse che compongono gli
organismi.
Il biochimico russo
A.I. Oparin fu il primo, nel 1924, ad affermare che la vita era il risultato
dell’evoluzione della materia inanimata; successivamente vennero raccolte le
prove necessarie per sostenere che alcuni dei processi chimici normalmente
compiuti dalle cellule viventi avrebbero potuto verificarsi in natura anche
prima della comparsa degli organismi viventi.
L’analisi
spettroscopica ha rivelato che i principali costituenti chimici della nostra
galassia sono gli stessi che compongono la materia vivente (ad eccezione del
gas elio); la scoperta della presenza di molecole organiche nelle nubi
interstellari, nello spettro delle comete e nelle condriti carboniose
(meteoriti caratterizzati dalla presenza in superficie di granuli contenenti
composti del carbonio) induce a ritenere che la vita non sia una prerogativa
esclusiva della Terra o che essa vi sia arrivata dagli spazi siderali (teoria
della PANSPERMIA).
La ricerca di vita
extraterrestre, campo di indagine degli esobiologi, comprende un vasto
programma alternato in:
atterraggio di
strumenti o dell’uomo stesso in qualche parte dell’universo (p.e. le missioni
su Marte);
contratto radio con
altri esseri intelligenti dotati di avanzata tecnologia;
analisi
computerizzata per verificare quali debbano essere i parametri orbitali
ottimali perché su di un pianeta possano crearsi le condizioni indispensabili
per il formarsi di una “elementare materia vivente” in grado di evolversi in
forme sempre più complesse.
Immagine tratta da:
a cui si rimanda per
approfondimenti
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COME SALVAGUARDARE IL “CAPITALE NATURALE”
L’espressione “sviluppo sostenibile” compare per la prima volta nel 1987, in un rapporto della Commissione Mondiale per l’Ambiente e lo Sviluppo, istituita dall’ONU per definire “uno sviluppo capace di soddisfare i bisogni dell’attuale generazione, senza compromettere, la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri”.
Come indica il WWF nel suo “Living Planet Report”, vuol dire imparare a vivere nei limiti di un solo pianeta. Quindi lo sviluppo sostenibile è la capacità della nostra specie di riuscire a vivere, in maniera dignitosa ed equa per tutti, senza distruggere i sistemi naturali da cui traiamo le risorse per vivere e senza oltrepassare le loro capacità di assorbire gli scarti e i rifiuti dovuti alle nostre attività produttive.
Per ottenere uno sviluppo delle società umane che sia sostenibile è necessario che:
• l’intervento umano sia limitato entro le capacità di carico dei sistemi naturali conservandone la loro vitalità e la loro resilienza;
• il progresso tecnologico per la produzione di beni e servizi venga indirizzato all'incremento dell’efficienza piuttosto che all’incremento del flusso di energia e materie prime;
• i livelli di prelievo delle risorse non rinnovabili ecceda le loro capacità rigenerative;
• l’emissione di scarti e rifiuti (solidi, liquidi e gassosi) dovuti al metabolismo dei sistemi sociali non ecceda la capacità di assimilazione dei sistemi naturali.
I principi fondamentali dello sviluppo sostenibile sono essenzialmente due:
1. La velocità del prelievo delle risorse dovrebbe essere pari alla loro velocità di rigenerazione;
2. La velocità di produzione dei rifiuti dovrebbe essere uguale alle capacità naturali di assorbimento degli ecosistemi in cui vengono immessi.
I vertici mondiali
Nel 1992 a Rio de Janeiro si riunì la seconda Conferenza su ambiente e sviluppo, che varò due convenzioni a livello internazionale:
1. Quella sui cambiamenti climatici, dalla quale scaturì in seguito il Protocollo di Kyoto;
2. Quella sulla biodiversità.
Sempre a Rio fu elaborato un programma d’azione con alcuni importanti obiettivi da raggiungere nel corso del XXI secolo (da qui il nome “Agenda 21”).
Un altro grande vertice si è tenuto nel 2012 sempre a Rio de Janeiro, ma per gran parte dell’opinione pubblica si è trattato di un fallimento. La comunità internazionale, infatti, si è limitata a redigere un elenco di consigli, senza fissare degli obiettivi vincolanti. Inoltre il vertice di Rio ha evitato di affrontare alcuni temi scottanti, tra i quali in particolare l’aumento massiccio dei gas serra, la continua concessione di sussidi pubblici ai combustibili fossili (400 miliardi di dollari nel 2011) e l’irrilevanza di quelli destinati allo sviluppo delle energie rinnovabili; ancora una volta gli interessi economici e finanziari di Stati e multinazionali hanno avuto il sopravvento sulle politiche di protezione ambientale e sociale.
Per approfondire l’argomento:
Bibliografia
L. Monfroni, C. Pavanati Bettoni – La Terra e l’Universo – Signorelli Editore, Milano 1992
M. Fiorani, D. Nepgen, M. Crippa – Scienze naturali – Mondadori Education, 2016
O. Lupia Palmieri, M. Parotto – Terra, edizione verde – Scienze Zanichelli, 2016
C. Cavazzuti, L. Gandola, R. Oddone – La Terra intorno a noi – Scienze Zanichelli, 2016
I. Baroni, R. Corsi, F. Costagli – Sfera plus: L’Universo e la Terra; La materia e l’energia; Gli esseri viventi e l’ambiente; L’uomo – Sei, 2015
S. Zanoli – Scienze della Terra, Elementi e immagini – Le Monnier, 2016
M.L. Piccone Antoniotti – Geografia Generale – Paravia, 1985
M. Torri, G. Santi – Tettonica delle placche – Principato, 2015
G. Bellezza, E. Cecioni – Introduzione alla Geografia umana – Zanichelli, 1994
Geoidea – GEOSTART – De Agostini, 2014
L. Morelli – Geografia, Economia, Cultura – Mondadori Education, 2014
E. Fedrizzi – GEO Sistemi e Atlante Geografico – Minerva Scuola - Mondadori Education, 2014
L. Alberghina – Biologia, sviluppi e prospettive – Mondadori 1984
M. Hoefnagels – Biologia, il laboratorio della vita; dalle cellule ai vertebrati – Le Monnier, 2015
D. Casagrande – La vita sulla Terra, argomenti di Biologia – Italo Bovolenta, 1994
D. Sadava, et alii – Biologia.blu, le basi molecolari della vita e dell’evoluzione – Zanichelli, 2014
P. Battaglini, E. Totaro Aloj – Il sistema della vita – Le Monnier, 1978
S. Zanoli – Biologia, elementi e immagini – Le Monnier, 2015
F. Tottola, A. Allegrezza, M. Righetti – Biochimica, dal carbonio alle nuove tecnologie – Mondadori, 2014
M. Artoni, A. Dazzi – Chimica – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Biotecnologie – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Ecologia e Ambiente – Principato, 2014
E. Stocchi – Chimica, un invito a capire i fenomeni della natura – Atlas 1981
U. Aichelburg – Il corpo umano – Mondadori, 1977
C. Longo, G. Longo – Dalla cellula ala comunità dei viventi – Minerva Italica, 1980
F. Randazzo, P. Stroppa – Chimica, alimenti e sostenibilità – Mondadori, 2014
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