Categorie: Astrobiologia
Tags: cellula DNA eucariote evoluzione nucleo vita
Scritto da: peppe
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La cellula si evolve. Un nuovo traguardo per la vita
L'origine della vita è rappresentata da una struttura che, a un certo punto, è stata in grado di contrapporsi allo stato di disordine, compiendo azioni e reazioni per sopravvivere e riprodursi. Questa struttura è la cellula. Agli inizi, questa cellula è solo un involucro fatto di lipidi (membrana cellulare - vedi i lipidi ballerini a tal proposito) che racchiude, al suo interno, il citoplasma, fluido nel quale vi è il materiale genetico.
Abbiam visto anche come la cellula comunica con l'ambiente esterno e permettere scambio di materiale (vedi la vita dipende dal gradiente).
Insomma la vita è nata e il suo orologio evolutivo comincia a scorrere. Le cellule cominciano ad assumere forme anche diverse, modi di sfruttare le sostanze diverse e di conseguenza l'energia (vedi Ossigeno e la vita)
Non c'è bisogno di molta fantasia a immaginarle. Basta vedere qualche foto di batterio attualmente vivente.
Proseguiamo quindi il nostro viaggio nella storia della vita, attraverso questo semplice raccontino.
Siamo a 1 miliardo e 800 milioni di anni fa. La semplice cellula con il suo materiale genetico, nel corso dei due miliardi di anni dalla nascita della vita, si è specializzata in una varietà di forme stutturali e funzionali. Ora sembra entrato tutto in stand by. L'evoluzione sembra essersi arrestata. Navigando nell'immenso oceano, spunta una struttura particolare, una novità. Vediamo scorgere una cellula un po’ più grande delle altre. Il DNA è all’interno di un involucro (il nucleo) ma non solo. C’è un sistema di membrane interno (un primitivo reticolo endoplasmico). Ma la cosa più appariscenti sono due: i cloroplasti e i mitocondri.
Sono nate le cellule eucariotiche.
Racconto breve ma non meno importante ai fini della storia della vita.
Ci sono strutture nuove. Un nucleo (un involucro membranoso che avvolge il materiale genetico), i flagelli, (struture che permettono un più efficace movimento), un sistema di membrane interno per processare meglio proteine e altre componenti. Spuntano, tuttavia, all'attenzione strutture abbastanza grandi. Sono gli organelli. Oggi sappiamo che i cloroplasti svolgono principalmente la fotosintesi e i mitocondri sono la principale centrale energetica della cellula.
In passato, oramai è quasi accertato (anzi senza quasi), essi non erano altro che organismi unicellulari con una propria identità che poi entrarono in simbiosi con le future cellule eucariote.
La simbiosi dà inevitabilmente dei vantaggi. Il mitocondrio forniva energia e la cellula forniva il cibo. Questo fu tale che il mitocondrio, pur possedendo un proprio DNA, finì per annullare alcune sue funzioni vitali lasciandosi gestire dalla cellula che lo ha inglobato, limitandosi a compiti esclusivamente energetici.
Il fatto importante è che questa simbiosi ha avuto successo ed è quindi nata la cellula eucariote. Aveva un maggior quantitativo di energia a disposizione per rendersi ancora più complessa. La cellula, infatti, è pronta per ospitare strutture e funzionalità più complesse (i flagelli, come citato sopra ad esempio, che dotano la cellula di un più efficace movimento) e la possibilità di poter arrivare al prossimo traguardo, vale a dire quello di permettere alla cellula di associarsi con altre cellule e di specializzarsi con uno specifico compito, facendo nascere un organismo pluricellulare (sarà uno dei prossimi argomenti).
Una domanda però vorrei porre per invitare a riflettere. Questa cellula eucariote, che è di fatto il tipo di cellula di cui è fatto l’essere umano, per comparire sulla Terra ci ha messo circa 2 miliardi di anni dopo la nascita della vita. Un lasso di tempo molto lungo in cui sono esistite solo cellule procariote, dall’organizzazione abbastanza semplice. In questo lasso di tempo, quest’ultime si sono riprodotte innumerevoli volte (un batterio ci mette all’incirca 20 minuti a farlo) e i contatti con altre cellule saranno stati innumerevoli. Allora, come è giustificabile che il passaggio fondamentale, per noi, alla cellula eucariote, si è avuto dopo cosi tanto tempo? È davvero molto difficile farlo? Oppure è stato tutto frutto del caso?
2 commenti
La domanda che poni è molto interessante e forse fondamentale per la vita biologica in generale:
"Allora, come è giustificabile che il passaggio fondamentale, per noi, alla cellula eucariote, si è avuto dopo cosi tanto tempo? È davvero molto difficile farlo? Oppure è stato tutto frutto del caso?"
Vorrei risponderti con un'altra domanda che è strettamente collegata alla tua: " Le difficoltà aiutano l'ingegno o la tranquillità permette di avere il tempo per vivere meglio?"
Due frasi fatte che sono entrambe sensate anche se discordanti.
Quando si ha fame ci si accontenta di poco, non si ha tempo per fare altre cose e si ci ingegna nello sfruttare tutte le possibilità di cibo. Quando il cibo abbonda, si può anche cercare di preparalo nel migliore dei modi, cuocerlo e far nascere i grandi chef e l'expo..
In poche parole, io penso che la vita, per fare certi salti, ha avuto bisogno che le condizioni generali della Terra (riscaldamento interno, evoluzione atmosferica in qualche modo dovuta agli stessi organismi, numero di impatti, ecc., ecc.) siano arrivate a certi gradini. Non so se questi gradini hanno creato difficoltà tali da rendere necessario un salto qualitativo (prima, si stava abbastanza bene e non c'era bisogno di inventarsi qualcosa di nuovo) o, se, invece, si era raggiunta una tranquillità quasi monotona che poteva permettere lo studio di espedienti tecnologicamente avanzati. Non c'è da stupirsi più di tanto, pensando a una Terra un po' palla di ghiaccio e un po' sfera quasi incandescente... C'è poi il caos alla Jurassic Park. Se si è condizioni stabili, la vita si spegne lentamente e si adagia. Se si è dentro al caos, prima o poi tutto va a rotoli. Si sta bene solo nei dintorni del caos...
La vera domanda è forse: "Ogni pianeta con la vita deve superare tempi più o meno lunghi, dovuti a cause interne e/o esterne, per trovarsi di fronte a certi scalini?" Se così fosse le possibilità sono ancora due: i più fortunati possono essere rimasti primitivi per miliardi di anni. I meno fortunati hanno fatto più in fretta a evolversi... O viceversa.
In conclusione, ogni pianeta ha tempi biologici evolutivi diversi o in media tutti si assomigliano?
Gira e rigira siamo sempre lì...
Grande Peppe, continua con i tuoi articoli!
Beh, provo a dire la mia.
Tutti i sistemi fisici tendono all'equilibrio e l'"evoluzione" che porta al raggiungimento di un tale stato comporta una velocità iniziale tanto più alta quanto più il sistema è lontano dall'equilibrio.
La vita sembra aver seguito un comportamento anomalo con il suo avviamento molto lento; dobbiamo forse supporre dipenda dal fatto, più volte riportato, che l'organizzazione va contro il 2° principio della termodinamica? Allontanarsi da uno stato di equilibrio è "faticoso" per la natura e questo indirizzo può avvenire se c'è una forza esterna che lo governa. Può allora essere che detta forza abbia dovuto "lottare a lungo" per imporsi al generale indirizzo della natura.