La varietà di processi all'origine della vita

Chi segue queste pagine, sa bene che abbiamo a disposizione dati e modelli convincenti per spiegare l’evoluzione dell’enorme varietà passate e presente della vita sul nostro pianeta: a partire dall’euristica e dagli esempi forniti per la prima volta da Darwin nel 1859, le scienze evoluzionistiche hanno contribuito alla costruzione di un quadro grandioso, cui ogni giorno si aggiungono sia nuovi tasselli di dettaglio, che nuovi grandi pezzi di conoscenza sui meccanismi generali che sono all’opera. Per molto tempo, tuttavia, si è faticato a identificare un modo in cui la vita stessa, e quindi il processo di evoluzione darwiniano, possano essersi innescati. Darwin, che era già ben cosciente del problema e che considerava la questione di formidabile difficoltà, scrisse in merito ben poco. Famosa è la sua vaga ipotesi, contenuta in una lettera da lui scritta il primo febbraio 1871 al suo amico di lunga data, il botanico Joseph Dalton Hooker, in cui affermava come l’esistenza di una possibile via per la nascita della vita “se (e oh che grande se) potessimo concepire in qualche piccolo stagno caldo con ogni sorta di ammoniaca e sali fosforici, luce, calore, elettricità ecc., che un composto proteico è stato formato chimicamente, pronto a subire cambiamenti ancora più complessi”.

Solo ottanta anni dopo questa lettera, il classico esperimento di Miller e Urey, consistente nell’esporre una miscela di acqua, ammoniaca e metano a scariche elettriche, dimostrò per sempre come da composti semplici e ubiquitari, grazie ad una fonte di energia, fosse possibile ottenere una complessa miscela di amminoacidi, i componenti delle proteine. Siamo quindi giunti a comprendere il modo in cui la vita ha avuto origine nel nostro pianeta? Darwin aveva ragione? È in questo momento probabile che non potremo mai saperlo, ma non perché manchino le possibili soluzioni al problema: al contrario, abbiamo in questo momento una varietà di possibili vie, tutte provate sperimentalmente e tutte interessanti, per, o almeno del primo replicatore darwiniano. Ciò che in particolare, al momento, appare difficile da sapere è precisamente cosa sia arrivato prima: esistono tre principali famiglie di ipotesi.

La prima individua nello sviluppo di molecole in grado di replicarsi con errore il punto di partenza, molecole che avrebbero potuto consistere di Rna o anche di altri tipi chimici. La seconda famiglia di ipotesi punta invece sulla generazione iniziale di vescicole capaci di replicazione, a partire da grassi spontaneamente formatisi in soluzione acquosa ed in presenza di energia almeno meccanica (in grado di provocare la divisione delle vescicole oltre una certa soglia critica). La terza ipotesi è quella dell’avvio iniziale di complessi cicli di reazioni chimiche in soluzione, cicli che avrebbero dato poi origine ad una sorta di metabolismo primordiale, in grado successivamente di costruire la prima cellula e di confinarsi almeno in parte al suo interno.

Ora, è interessante notare come tutti questi processi sono stati riprodotti sperimentalmente in condizioni che sono plausibili almeno per qualche angolo della Terra primordiale; ma siccome non abbiamo accesso alla parte della storia su questo pianeta che ci permetterebbe di verificare davvero se e quanto diffuse fossero le condizioni necessarie per ciascuno dei processi chimici plausibili e raggruppati nelle tre famiglie di ipotesi appena illustrate, il meglio che possiamo fare è dimostrare i processi che producono la vita e dimostrare che sono compatibili con ciò che sappiamo della Terra primordiale, sapendo che il grado di incertezza in merito è e probabilmente resterà elevato. Molti dei meccanismi proposti, oltretutto, potrebbero aver lavorato in maniera concorrente e simultanea; i primi passi potrebbero essere avvenuti molte volte, in modi diversi ed in posti diversi del pianeta, per poi arrivare magari alla coalescenza di alcuni di tali passi in qualcosa di più complesso. E allora in cosa consiste il progresso che abbiamo fatto in 170 e passa anni, da quando cioè Darwin scrisse la lettera citata in apertura?

Il punto è proprio che abbiamo identificato una moltitudine di possibilità, tutte plausibili per tempi e ambienti remoti, e tutte con un’importante mole di verifiche sperimentali. Abbiamo anche trovato che molte delle condizioni ipotizzate per l’innesco dei processi in grado di generare almeno la biochimica della vita sono diffusi nell’universo, per cui molto del materiale chimico complesso utile alla costruzione della vita è disseminato nei quattro angoli del cosmo. Grazie a queste conoscenze, siamo anche in grado di identificare quali sono i luoghi extraterrestri più vicini a noi e più promettenti per l’innesco di vita alternativa a quella terrestre: Europa, una luna di Giove, ed Encelado, una di Saturno, sono corpi ghiacciati, con un ampio oceano salato al di sotto della superficie e fonti di energia e di calore. Marte, almeno in passato, ha avuto condizioni ancora più promettenti, e non è impossibile che vi troveremo traccia almeno di una biochimica primordiale.

Quel che è cambiata, quindi, è la nostra prospettiva generale: non conosciamo i dettagli precisi del singolo processo o dell’insieme di processi concorrenti che, nelle insufficientemente note condizioni della Terra primitiva, hanno dato origine al primo antenato di tutti i viventi, ma sappiamo e abbiamo sperimentalmente verificato che le possibilità di innesco della vita, e con esse anche le probabilità, sono molte più che non quelle di un singolo, fortuito processo unico. Molte sono le strade che possono portare alla vita, e l’universo è di sconfinata vastità; forse non troveremo mai alcuna forma di vita extraterrestre sufficientemente vicina a noi nello spaziotempo per essere identificata, ma non vi è più quella mancanza di possibilità concrete perché essa non sia fiorita anche altrove, e non solo sulla Terra.