I mattoni della vita possono, e lo hanno fatto, assemblare spontaneamente nelle giuste condizioni. Si chiama generazione spontanea o abiogenesi. Naturalmente, molti dei dettagli ci rimangono nascosti e non sappiamo esattamente come sia successo. O con quale frequenza potrebbe accadere.
Le religioni del mondo hanno idee diverse su come appariva la vita, ovviamente, e invocano le mani magiche di varie divinità soprannaturali per spiegare tutto. Ma quelle spiegazioni, mentre storie colorate, lasciano molti di noi insoddisfatti. "Come è nata la vita" è una delle domande più avvincenti della vita, e quella con cui la scienza si confronta continuamente.
Tomonori Totani è uno scienziato che trova interessante questa domanda. Totani è professore di astronomia all'Università di Tokyo. Ha scritto un nuovo documento intitolato "L'emergere della vita in un universo inflazionistico". È pubblicato su Nature Scientific Reports.
Il lavoro del prof. Totani si basa fortemente su un paio di concetti. Il primo è la vasta età e dimensione dell'Universo, come si è gonfiato nel tempo e quanto è probabile che si verifichino eventi. Il secondo è RNA; in particolare, quanto deve essere lunga una catena di nucleotidi per "aspettarsi un'attività autoreplicante", come afferma il documento.
Il lavoro di Totani, come quasi tutti i lavori sull'abiogenesi, esamina i componenti di base della vita sulla Terra: l'RNA o l'acido ribonucleico. Il DNA stabilisce le regole su come prendono forma le forme di vita individuali, ma il DNA è molto più complesso dell'RNA. L'RNA è ancora più complesso, per ordini di grandezza, delle sostanze chimiche e molecole grezze che si trovano nello spazio o sulla superficie di un pianeta o luna. Ma la sua semplicità rispetto al DNA rende più probabile che si verifichi attraverso l'abiogenesi.
C'è anche una teoria in evoluzione che afferma che sebbene il DNA rechi le istruzioni per costruire un organismo, è l'RNA che regola la trascrizione delle sequenze di DNA. Si chiama evoluzione basata sull'RNA e afferma che l'RNA è soggetto alla selezione naturale darwiniana ed è anche ereditabile. Questa è una delle ragioni alla base della ricerca di RNA vs DNA.
L'RNA è una catena di sostanze chimiche note come nucleotidi. Alcune ricerche mostrano che una catena di nucleotidi deve essere almeno da 40 a 100 nucleotidi molto prima che possa esistere il comportamento autoreplicante chiamato vita. Nel tempo, abbastanza nucleotidi possono formare una catena per soddisfare tale requisito di lunghezza. Ma la domanda è: c'è stato abbastanza tempo nella vita dell'Universo? Bene, siamo qui, quindi la risposta deve essere sì, no?
Ma aspetta. Secondo un comunicato stampa che annuncia questo nuovo articolo, "... le stime attuali suggeriscono che un numero magico di 40-100 nucleotidi non avrebbe dovuto essere possibile nel volume di spazio che consideriamo l'universo osservabile".
La chiave qui è il termine "universo osservabile".
"Tuttavia, nell'universo c'è molto più che l'osservabile", ha detto Totani. “Nella cosmologia contemporanea, si concorda che l'universo ha subito un periodo di rapida inflazione producendo una vasta regione di espansione oltre l'orizzonte di ciò che possiamo osservare direttamente. Factoring questo volume maggiore in modelli di abiogenesi aumenta enormemente le possibilità di vita. "
Il nostro universo è nato durante il Big Bang, un singolo evento di inflazione. Secondo l'articolo di Totani, il nostro Universo "probabilmente include più di 10100 Stelle simili al sole ", mentre l'Universo osservabile contiene solo circa 10 sextillion (1022) stelle. Sappiamo che la vita è avvenuta almeno una volta, quindi non è fuori questione che l'abiogenesi si sia verificata almeno una volta di più, anche se le possibilità sono infinitamente piccole.
Secondo le statistiche, la quantità di materia nell'universo osservabile dovrebbe essere in grado di produrre solo RNA lungo 20 nucleotidi, ben al di sotto del numero da 40 a 100. Ma a causa della rapida inflazione, gran parte dell'Universo è inosservabile. È semplicemente troppo lontano perché la luce emessa dal Big Bang ci raggiunga. Quando i cosmologi sommano il numero di stelle nell'Universo osservabile con il numero di stelle nell'Universo non osservabile, il numero risultante è 10100 Stelle simili al sole. Ciò significa che c'è molta più materia in gioco e la creazione abiogenica di catene abbastanza lunghe di RNA non è solo possibile, ma probabile o addirittura inevitabile.
Nel suo articolo, il professor Totani afferma la relazione di base sotto inchiesta. "Qui, una relazione quantitativa è derivata tra la lunghezza minima di RNAlmin richiesto di essere il primo polimero biologico e la dimensione dell'universo necessaria per prevedere la formazione di un RNA così lungo e attivo aggiungendo casualmente monomeri ".
Sta diventando confuso? Ecco un riassunto, si spera, più gestibile.
"Pertanto, se in futuro venissero scoperti organismi extraterrestri di diversa origine rispetto a quelli sulla Terra, ciò implicherebbe un meccanismo sconosciuto all'opera per polimerizzare i nucleotidi molto più rapidamente dei processi statistici casuali."
Professor Tomonori Totani, Università di Tokyo
L'universo è più grande della sua parte osservabile e probabilmente contiene 10100 Stelle simili al sole. Affinché la probabilità di creazione abiotica di RNA su un pianeta simile alla Terra sia uguale a 1 o unità, la lunghezza minima dei nucleotidi deve essere inferiore a circa 20 nucleotidi, che è molto più piccola del minimo inizialmente dichiarato di 40 nucleotidi.
Ma gli scienziati non pensano che l'RNA lungo solo 20 nucleotidi possa auto-replicarsi, almeno non dalla nostra prospettiva di osservatori della vita terrestre. Come dice Totani nel suo articolo, "Pertanto, se in futuro venissero scoperti organismi extraterrestri di origine diversa da quelli sulla Terra, ciò implicherebbe un meccanismo sconosciuto all'opera per polimerizzare i nucleotidi molto più velocemente dei processi statistici casuali".
Quale sarebbe questo processo?
Chissà, ma questo è probabilmente un punto di svolta in cui le persone di fede possono entrare e dire: "Perché Dio, ovviamente."
Il lavoro di Totani non ha in alcun modo fornito una risposta. Ma come un sacco di lavoro scientifico, aiuta a perfezionare la domanda e invita altri a studiarla.
"Come molti in questo campo di ricerca, sono guidato dalla curiosità e da grandi domande", ha detto Totani. “La combinazione della mia recente indagine sulla chimica dell'RNA con la mia lunga storia di cosmologia mi porta a capire che esiste un modo plausibile in cui l'universo deve essere passato da uno stato abiotico (senza vita) a uno biotico. È un pensiero entusiasmante e spero che la ricerca possa basarsi su questo per scoprire le origini della vita ".
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