L origine della vita. SCIENZE DELLA TERRA Prof. Paolo Volpi

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Silvio Di Giacomo
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1 L origine della vita SCIENZE DELLA TERRA Prof. Paolo Volpi

2 L origine dell atmosfera terrestre

3 La composizione chimica dell atmosfera L atmosfera è una miscela di gas che avvolge la Terra.

4 Il campo magnetico terrestre

5 Il clima Le differenze tra i climihanno la loro prima radice in differenze di radiazione solarericevuta: per la forma sferica della Terra.

6 La Luna

7 Il clima L insolazione è diversa a seconda della posizione del pianeta lungo l orbita e a seconda della latitudine, questi due fattori determinano le stagioni

8 Il Sole La massa del Sole

9 Elementi presenti nella materia vivente

10 L origine della vita Il problema dell origine della vita ha affascinato gli scienziati fin dai tempi più antichi. Oltre duemila anni fa, Aristotele ( a.c. ) sosteneva che la vita poteva formarsi dai materiali in putrefazione: tale teoria, detta abiogenetica(generazione da non viventi) o della generazione spontanea, resistette fino alla metà del XVII secolo. L italiano Francesco Redi, nel 1668, non riuscendo ad accettare la teoria della generazione spontanea, fece il seguente esperimento:

L origine della vita Anche Lazzaro Spallanzani dimostrò che la generazione spontanea non può avvenire, tuttavia chi diede il colpo di grazia all abiogenesi fu Louis Pasteur con il seguente

11 L origine della vita Anche Lazzaro Spallanzani dimostrò che la generazione spontanea non può avvenire, tuttavia chi diede il colpo di grazia all abiogenesi fu Louis Pasteur con il seguente esperimento: Esperimento Di Pasteur Sebbene il liquido fosse bollito Pasteur poteva dimostrare che era ancora in grado di sostenere la vita; infatti se si rompeva il collo del pallone, in modo che il liquido venisse a contatto con la polvere, in pochi giorni potevano ricomparire nel liquido muffe i batteri Trionfava così la biogenesi

L origine della vita Viventi e non viventi: se voglia a tutti i costi definire un confine tra vita e non vita, possiamo dire che il vivente nasce, cresce, si riproduce e muore.

12 L origine della vita Viventi e non viventi: se voglia a tutti i costi definire un confine tra vita e non vita, possiamo dire che il vivente nasce, cresce, si riproduce e muore. I cristalli possono crescere solo partendo dalla cosiddetta soluzione madre cioè cristalli di solfato di rame possono crescere solo tramite una soluzione di solfato di rame ecc.

13 L origine della vita I viventi sono in grado di assimilare cioè di nutrirsi con sostanze molto diverse e trasformale in parti del proprio corpo. Le reazioni chimiche complessive che avvengono in un organismo vivente vengono definite con il termine di METABOLISMO Nel METABOLISMO possiamo distinguere due momenti: catabolismo anabolismo

14 L origine della vita Ipotesi sull origine della vita. La prima domanda che ci si pone è questa: com era il primo organismo vivente? Era molto probabilmente un organismo eterotrofo (chemio-eterotrofo). L ipotesi eterotrofa prevedeva un organismo primitivo molto più semplice e quindi più plausibile. Le molecole complesse si sono formate per normali processi fisico - chimici dai gas dell atmosfera primitiva, questa ipotesi è inoltre confermata dal fatto che molecole organiche come l aldeide formica HCOH e l acido cianidrico HCN da cui si possono sintetizzare gli aminoacidi, sono stati trovati negli spazzi interstellari e interplanetari. Inoltre, sulle comete e in particolari meteoriti (condriti carbonacce) sono stati trovati aminoacidi veri e propri

L origine della vita Le prime cellule viventi sono apparse 2 miliardi (2 10 9 ) di anni fa In seguito all'azione di diversi fattori, dell'elettricità e degli elementi chimici fecero la comparsa gli

15 L origine della vita Le prime cellule viventi sono apparse 2 miliardi ( ) di anni fa In seguito all'azione di diversi fattori, dell'elettricità e degli elementi chimici fecero la comparsa gli aminoacidi e, dalla loro aggregazione, le proteine. Da questi primi composti organici nacquero le prime forme di vita. Schema dell apparecchio di Miller, usato per dimostrare come nell oceano primordiale avrebbe potuto formarsi molecole organiche quali: aminoacidi, basi azotate, glucidi ecc. A queste molecole disperse in acqua dell oceano primordiale venne dato il nome di brodo primordiale.

L origine della vita Dai monomeri ai polimeri Gli esperimenti di Miller e degli altri ricercatori hanno dimostrato che dai gas dell atmosfera primitiva si sono formate molecole organiche di interesse

16 L origine della vita Dai monomeri ai polimeri Gli esperimenti di Miller e degli altri ricercatori hanno dimostrato che dai gas dell atmosfera primitiva si sono formate molecole organiche di interesse biologico; ma queste, per giungere al punto di originare un vivente, dovevano prima di tutto mantenersi ed in secondo luogo legarsi tra loro per formare polimeri macromolecolari. I polifosfati sono in grado di liberare ac. Fosforico rendendo disponibile l energia per la polimerizzazione Le argille si sono dimostrate il materiale più adatto come valido supporto alla polimerizzazione Immagine tridimensionale di una macromolecola (una proteina )

17 L origine della vita Per passare dagli aminoacidi alla proteine era necessario che essi si legassero tra loro con legame peptidico. Sidney Walter Fox (1958) preparò dei miscugli di aminoacidi a secco, li riscaldò e dopo raffreddamento, trovò che si erano formati legami peptidici tra gli aminoacidi e quindi molecole molto simili alle proteine, chiamate perciò proteinoidi Foxvide inoltre che le molecole proteiche ottenute con i suoi esperimenti, poste in acqua, si circondavano di goccioline dando origine ai cosiddetti coacervati. Secondo l ipotesi eterotrofa i coacervati, mettendo a punto gradualmente meccanismi più complessi, si sarebbero evoluti per dare origine a protobionti e quindi alla vita sulla Terra.

18 L origine della vita Dai coacervati alle proto-cellule: i coacervati, costituiti da polimeri in acqua, formano delle pellicole di separazione dall ambiente circostante, però le membrane che si formano non sono stabili a lungo e quindi il coacervato stesso ha una esistenza precaria. Se osserviamo le membrane cellulari, dei viventi attuali, vediamo che sono formate da due strati di fosfolipidi Membrana cellulare

19 Fosfolipidi L origine della vita

20 Il mondo a lipidi L origine della vita Secondo questa teoria le prime entità in grado di replicarsi erano composti organici simili ai lipidi. I fosfolipidi sono i composti principali della membrane biologiche.

21 L origine della vita Se osserviamo le membrane cellulari, dei viventi attuali, vediamo che sono formate da due strati di fosfolipidi Membrana cellulare

22 L origine della vita (Secondo principio della Termodinamica) I viventi contraddicono le leggi dell entropia?

23 L origine della vita Quali furono le prime molecole informazionali? Secondo F. Crik e L. Orgel, le prime molecole informazionali sarebbero state gli acidi nucleici ed in torno ad essi si sarebbe costruito tutto il resto. Orgel, ha dimostrato che un piccolo frammento di RNA è in grado di sintetizzare RNA complementare senza intervento di enzimi e l efficienza di questa sintesi è favorita dalla presenza di ioni di zinco( Zn ++). Si ritiene che il primo acido nucleico utilizzato come molecola informazionalesia stato l RNA in quanto in grado di contenere informazioni e di utilizzarle per la sintesi delle proteine (vedi VIRUS). Successivamente la funzione di archivio sarebbe stata assunta dal DNA ( vedi organismi più complessi rispetto ai virus)

24 Struttura dell RNA L origine della vita

25 Struttura e auto-duplicazione del DNA

26 L origine della vita F. Crik L. Orgel Sidney Fox L. Miller

27 molecole abbastanza complesse nel gas interstellare

28 molecole abbastanza complesse nel gas interstellare Margherita Hack

29 Sonda Cassini

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