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Perché la vita è nata una sola volta?
Su un pianeta pieno di ambienti adatti, una sola famiglia di viventi. Le spiegazioni della scienza e l'idea della «finestra che si chiude».
In breve
- Tutti gli esseri viventi conosciuti discendono da un unico antenato comune, LUCA.
- Non sappiamo se la vita sia nata una sola volta, o più volte con una sola linea sopravvissuta.
- Già Darwin, nel 1871, notava che oggi un nuovo inizio verrebbe «divorato» dalla vita esistente.
- La ricerca di una «biosfera ombra», cioè di vita con un'origine diversa ancora presente sulla Terra, finora non ha trovato nulla.
Un enigma che si nota poco
Di solito ci si chiede come sia nata la vita. Meno spesso ci si chiede quante volte. Eppure la seconda domanda è altrettanto strana.
La Terra di 4 miliardi di anni fa offriva una grande varietà di ambienti: oceani, sorgenti calde sui fondali, pozze vulcaniche che si asciugavano e si riempivano, coste, argille. Se la vita è un fenomeno chimico che si avvia quando le condizioni sono quelle giuste, ci aspetteremmo che si fosse avviata in più punti, in modi un po' diversi. Avremmo così famiglie di viventi con codici genetici diversi, molecole diverse, magari con la «mano» opposta.
Invece, dovunque guardiamo, troviamo una sola famiglia. Stesso codice, stesse molecole, stessa scelta di amminoacidi «sinistri». Tutti parenti.
Tre possibili spiegazioni
1. È nata davvero una volta sola
Forse l'origine della vita è un evento così improbabile che è riuscito una volta, e basta. È la posizione di chi vede nell'abiogenesi un colpo di fortuna estremo. Il problema è che la vita compare sulla Terra molto presto, quasi appena il pianeta lo permette: un evento rarissimo che avviene così in fretta è un po' sospetto.
2. È nata più volte, ma ha vinto una sola linea
È l'ipotesi più diffusa tra i biologi. Potrebbero esserci stati diversi inizi, ma una linea si è rivelata più efficiente, ha occupato le risorse e ha portato le altre all'estinzione. LUCA sarebbe allora l'antenato dei vincitori, non l'unico tentativo.
Il fatto che i microrganismi si scambino geni direttamente potrebbe aver aiutato: le soluzioni migliori, come un certo codice genetico, si sarebbero diffuse fino a diventare universali.
3. Un nuovo inizio oggi non ha spazio
Questa idea è sorprendentemente antica. Nella stessa lettera del 1871 in cui immaginava la vita nata in una «piccola pozza calda», Darwin aggiungeva che oggi una simile materia organica verrebbe subito divorata o assorbita, cosa che non sarebbe accaduta prima che esistessero esseri viventi.
In altre parole: la vita già esistente mangia le molecole che servirebbero a un nuovo inizio. Ogni pozza, ogni sorgente è colonizzata da microrganismi. Un secondo inizio non avrebbe il tempo di accumulare i suoi ingredienti.
E se ci fosse una vita «ombra»?
All'inizio degli anni Duemila alcuni ricercatori, tra cui Carol Cleland e Paul Davies, proposero un'idea provocatoria: e se sulla Terra esistessero ancora microrganismi con un'origine indipendente, che non abbiamo mai notato perché i nostri strumenti cercano la vita «come la conosciamo»? La chiamarono biosfera ombra.
È un'ipotesi verificabile, e questo è il suo pregio. Finora però ogni organismo analizzato si è rivelato parte dell'unica famiglia nota. Nel 2010 fece scalpore l'annuncio di un batterio che avrebbe usato arsenico al posto del fosforo nel DNA: le verifiche successive lo smentirono. Era, anche lui, un nostro parente.
Dove si ferma la scienza
Le spiegazioni 2 e 3 sono ragionevoli e probabilmente in parte vere. Ma lasciano un punto in sospeso. Se la vita nasce facilmente, perché tutte le tracce più antiche che abbiamo puntano a un'unica famiglia? E se nasce con difficoltà, come mai è comparsa così presto?
La risposta onesta è che non lo sappiamo. Non abbiamo un secondo esempio di vita, né sulla Terra né altrove, con cui confrontare il nostro. Ogni ragionamento si basa su un solo caso.
Da qui in avanti non parliamo più di ciò che la scienza ha stabilito, ma di un'ipotesi: quella proposta nel libro Lux Lucis. Va letta come tale.
La finestra che si chiude
Il capitolo 7 di Lux Lucis si intitola proprio «La finestra che si chiude», e riprende l'intuizione di Darwin dandole un ruolo centrale.
Il libro immagina la vita come qualcosa che «si accende» quando tre condizioni si incontrano: un terreno chimico ricco, una fonte stabile di energia luminosa e strutture molecolari abbastanza complesse da fare da «antenna». In questa visione la vita non è improbabile: quando le condizioni ci sono, l'accensione è quasi inevitabile, come il ghiaccio che si forma sotto zero.
Ma proprio per questo il primo sistema che si accende cambia le regole. Si copia, si diffonde, consuma le molecole accumulate in milioni di anni. La finestra in cui un'altra accensione poteva avvenire da zero si chiude, e non si riapre più.
Così l'enigma si capovolge: l'origine unica non indica che la vita sia rara, ma che, una volta partita, non lascia spazio a un secondo inizio. È anche una delle ragioni per cui il libro ritiene che la vita, altrove nell'universo, possa essere comune, come raccontiamo nell'articolo sul paradosso di Fermi.
Cosa resta aperto
La lettura del libro è compatibile con quello che osserviamo, ma non è l'unica possibile, e non è dimostrata. Una verifica decisiva arriverebbe dalla scoperta di vita altrove, per esempio su Marte, nelle lune ghiacciate di Giove e Saturno o nelle atmosfere di pianeti lontani. Se trovassimo vita con un'origine indipendente, sapremmo finalmente che il nostro non è un caso unico.
Fino ad allora, la domanda resta una delle più affascinanti della biologia: perché, su un pianeta pieno di possibilità, la vita ha cominciato una volta sola?
Approfondisci nel libro
Questo tema è sviluppato nel capitolo 7 di Lux Lucis – Figli della Luce.
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