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La vita avrebbe potuto evolversi nelle bolle di argilla corazzate
Uno dei grandi misteri della biologia è l'origine delle membrane cellulari, gli strati protettivi che circondano completamente il complesso brodo chimico in cui avvengono molti dei processi più delicati della vita.
Il DNA e il relativo macchinario biochimico possono operare solo nell'ambiente accuratamente controllato che la membrana cellulare crea. Ma curiosamente, uno dei lavori importanti che fa questo macchinario è creare i mattoni chimici che poi si autoassemblano nella membrana stessa. Quindi si crea un paradosso: la membrana non può formarsi senza il macchinario biochimico, ma questo non funzionerà senza la protezione della membrana cellulare.
L'enigma è che è venuto prima. Come potrebbero essersi evolute le membrane cellulari senza le macchine biochimiche per fabbricare i mattoni? E in alternativa, come potrebbero essersi evolute le macchine biochimiche senza la protezione cruciale fornita dalle membrane cellulari? È un problema di galline e uova.
Negli ultimi anni è emersa una risposta. Sembra proprio che le membrane cellulari siano venute prima e le prove provengono da numerosi studi che mostrano come semplici molecole organiche possono autoassemblarsi in strutture simili a bolle chiamate vescicole.
Vari gruppi hanno mostrato come queste vescicole possono formarsi non solo nella zuppa prebiotica che probabilmente esisteva all'inizio della storia della Terra, ma anche sulla superficie dei cristalli ultrafreddi che sappiamo esistere nello spazio interstellare.
Con questo modo di pensare, le vescicole fornivano un ambiente protettivo in cui le molecole della vita si evolvevano lentamente.
Oggi abbiamo un'altra opzione. Anand Bala Subramaniam dell'Università di Harvard e alcuni amici hanno scoperto che questo processo di formazione delle vescicole avviene anche in un'argilla naturale chiamata montmorillonite. Questo è il tipo di cose che potrebbero intasare gli stivali dopo un'escursione.
Dicono che le bolle si formino facilmente in una miscela di acqua e argilla. Quando ciò accade, l'argilla forma una superficie attorno alla bolla che intrappola il contenuto all'interno. Quindi, qualsiasi contatto con sostanze chimiche chiamate tensioattivi stabilizza il guscio. Subramaniam e compagni chiamano il risultato una bolla corazzata di argilla. Queste vescicole di argilla sono meccanicamente robuste e stabili nell'acqua e in altri liquidi, dicono.
Le bolle corazzate di argilla hanno diverse caratteristiche interessanti. In primo luogo, possono facilmente formarsi negli spazi tra rocce scorrevoli o tra ciottoli sballottati avanti e indietro dalle onde e dalle maree. E si sa che i tensioattivi che stabilizzano la loro struttura sono esistiti nel corso della storia della Terra.
Più interessante di tutti, le bolle corazzate sono ricoperte da pori che consentono a molecole di una certa dimensione di entrare e uscire dalla struttura. Ciò rende ancora più probabile che queste strutture possano essere servite come semplici precursori inorganici primitivi di proto-cellule organiche, come hanno affermato Subramaniam e co.
Naturalmente, non ci sono prove che la vita sulla Terra si sia evoluta in bolle corazzate, ma è un altro indicatore del fatto che le condizioni in cui la vita può prosperare sono più comuni e con maggiori probabilità di formarsi di quanto chiunque avrebbe potuto immaginare solo pochi anni fa.
Rif: arxiv.org/abs/1011.4711 : Vescicole semipermeabili composte da argilla naturale