origine della vita GENERAZIONE SPONTANEA E ABIOGENESI

La storia Aristotele, (384-322 a.C.). generazione spontanea da energia vitale,indistruttibile, presente nei viventi si rigenerava spontaneamente in nuovi esseri viventi Francesco Redi (1668),provò che non nascevano larve sopra la carne, se questa era sigillata in recipiente in modo che gli insetti non potessero depositare le uova Un secolo dopo, Lazzaro Spallanzani, dimostrò che liquidi isolati e bolliti rimanevano sterili. Ma si continuò a credere che vermi e insetti potessero nascere spontaneamente da materia organica in decomposizione Louis Pasteur, nel1862, ripeté gli esperimenti di Spallanzani, ma con accorgimenti tecnici che li resero inconfutabili

Oparin e Haldane: brodo primordiale dalla metà degli anni ‘20 la ricerca in questo campo diventa una vera e propria scienza 1924 viene pubblicato “L’origine della vita” di Alexander. I. Oparin atmosfera primordiale senza ossigeno libero come oggi, bensì una miscela di gas che con scariche elettriche e r. U.V. formano molecole organiche che in solu-zione negli oceani danno il brodo primordiale nell’atmosfera erano contenuti H2O, HCN, CO2, H2S, N2 in presenza di H2 si formano CH4, NH3

La conferma di Miller reagiscono tra loro sotto grazie a UV, calore da attività vulcanica e fulmini prove: Stanley Miller agli inizi degli anni Cinquanta conferma l’ipotesi di Oparin e dimostra la sintesi degli amminoacidi

la pizza primordiale i limiti: dal "brodo primordiale" non è possibile ottenere catene di acidi grassi lunghe; le reazioni di condensazione sono sfavorite in acqua; le molecole complesse sono in grado di aggregarsi in presenza di catalizzatori come fanghi ed argille. “ acidi grassi e lipidi possono aver formato uno strato sulla pirite (roccia eruttiva), formando la "pizza primordiale“ ciò avrebbe facilitato le reazioni di condensazione e quindi la formazione di polimeri implicati nel metabolismo e di molecole in grado di autoriprodursi, prove: tali molecole abbondanti presso le bocche vulcaniche nella profondità degli oceani, (archeobatteri che utilizzano come nutrimento la pirite FeS2).

Microsfere gli strati di fosfolipidi e proteine possono avere formato delle microsfere all’interno avrebbero potuto concentrarsi i polipeptidi, gli enzimi e molecole autoreplicanti,

RNA WORLD i ribozimi; corte catene di RNA, formatesi spontaneamente in grado di autoriprodursi (RNA World,)  prove: i ribonucleotidi) hanno funzioni importanti come: ATP (accumulo dell’energia) coenzimi (NADH  FADH , NADPH , Coenzima A) mRNA e tRNA (assemblaggio dei polipeptidi) attività enzimatica, ribosomi, la duplicazione del DNA dipende dalla presenza di iniziatori a RNA.

quando è nata la vita? Archeobatteri 3, 8 miliardi di anni fa stromatoliti fossili 3.55 miliardi di anni,  fossilizzazione di grandi colonie di cianobatteri e si formano per sovrapposizione di "tappeti" di cellule. associate a fossili di cellule somiglianti ai cianobatteri attuali Presenza di carbonio-12, indizio di attività biologica età della terra 4,6 miliardi: poco tempo a disposizione

i primi organismi si sarebbero formati nello spazio e poi giunti nel nostro pianeta? prove: su molti corpi celesti sono stati trovati composti organici;. aminoacidi, acidi grassi, basi azotate sono anche presenti nella polvere cosmica che arriva sulla terra Forme simili a Batteri presenti sulla meteorite di Nakhla (foto NASA)

EVOLUZIONE DALL’ORIGINE

Archeobatteri diversi dagli altri batteri (Eubatteri) hanno una parete cellulare chimicamente diversa priva di peptidoglicani, possono sopportare la disidratazione, tanto da vivere in acque sature di sale (Halobacterium); sono stati trovati sui fondali oceanici vicino a bocche eruttive a temperature di 120° ed oltre e a pressioni elevatissime che impediscono l'ebollizione dell'acqua; le loro membrane cellulari non sono costituite da catene di fosfolipidi; il pigmento fotosintetico è simile a una molecola eucariota.

A R C H I B A T T E R I Thiobacillus ferrooxidans è un archeobatterio che utilizza il ferro come fonte di energia   Methanococcus jannischii: produttore di metano; vive fra i 50 e gli 80 gradi centigradi, in un mezzo contenente H2 e CO2

Comparsa dell’ossigeno L’ossigeno comparve solo grazie all'attività fotosintetica del primi organismi fotoautotrofi. Conseguenza: reazioni di ossidazione più efficaci, formazione di uno strato di ozono (O3) 3 O2 = 2 O3 ( con raggi U.V. Si forma Ozonosfera )

fonti energetiche stabili e fonti di carbonio organismi  eterotrofi attuali ottengono C e energia dagli alimenti, necessitano di ossigeno o, solfati, nitrati o ioni ferro (batteri anaerobi) chemioautotrofi si procurano l’energia da composti inorganici, come idrogeno o acido solfidrico e il C dalla CO2 ( liberano O2) i fotoautotrofi ricavano energia dalla luce e il C dalla CO2 ( liberano O2) i fotoeterotrofi ricavano energia dalla luce e il C dalle molecole organiche

EUCARIOTI : evoluzione

dai procarioti agli eucarioti: ipotesi endosimbionte mitocondri e cloroplasti derivano evolutivamente da procarioti che vivevano in simbiosi all’interno della cellula più grande 2-1,5 miliardi di anni fa colonizzarono le cellule eucariotiche primordiali, prive della capacità di metabolizzare l’ossigeno i mitocondri dai proteobatteri (batteri aerobi) e i cloroplasti dai cianobatteri  La membrana interna: batterica mentre la membrana esterna: prodotta dalla cellula ospite Dati a favore dell’ipotesi:  1. la dimensione di entrambi è simile a quella di un batterio 2. contengono un loro DNA (anche se non sono autosufficienti) 3. possono dividersi formando copie simili a se stessi

verso i pluricellulari                                                                                          il metabolismo aerobico sviluppa maggiori quantita' di energia rispetto a quello anaerobico; passaggio evolutivo da cellule primitive ad organismi piu' evoluti, pluricellulari ipotesi: 1. alcuni protisti si siano raggruppati a formare delle colonie e poi degli organismi autonomi 2. una singola cellula di un protista sviluppa molti nuclei (fenomeno abbastanza frequente in questo gruppo) che possono in seguito formare cellule diverse e, quindi, tessuti, organi,