Un viaggio indietro nel tempo, alla scoperta delle prime forme di vita e di una terra completamente diversa da quella in cui viviamo oggi.

La vita, certe volte non ci facciamo nemmeno caso, è letteralmente ovunque intorno a noi.

Piante, animali, funghi, batteri. Un incredibile biodiversità che siamo stati in grado di sfruttare a nostro favore, per far fiorire la nostra specie.. Ma cosa c’era prima di noi? Chi sono i nostri ‘genitori’ biologici?

La storia delle forme di vita sul nostro pianeta è inseparabile da quella della storia geologica. La formazione della terra è stimata a 4,6 miliardi di anni fa, ma la sua atmosfera e crosta si stabilizzarono probabilmente 3,9  miliardi di anni fa. Le rocce più antiche sono state rinvenute in Canada e risalgono a 3.8-4.6 miliardi di anni.

L’ipotetico aspetto della Terra, 4 miliardi e mezzo di anni fa.

Il primo passo verso la vita.

Dopo circa mezzo miliardo di anni dalla nascita della terra possiamo identificare un importantissimo tassello, indispensabile per la formazione di un ambiente meno ostico per la creazione della vita: L’atmosfera, creata dagli stessi gas delle nebulose che hanno formato il nostro pianeta, iniziò a stabilizzarsi a seguito del raffreddamento del pianeta, permettendo la condensazione del vapore acqueo e la formazione degli oceani.

Una rappresentazione artistica di una pozza di brodo primordiale

Il profondo cambiamento dell’atmosfera terrestre favorì la nascita del primo ‘brodo primordiale’ un miscuglio di acqua,argilla, minerali e gas (con il contributo dell’energia fornita da calore idrotermale e dai fulmini) che reagendo tra di loro per milioni di anni in ciò che potremmo definire un enorme laboratorio chimico a cielo aperto, formarono un tipo di complesse molecole organiche che è alla base di tutta la vita presente sulla Terra, gli Amminoacidi.

L’ultimo antenato comune universale (LUCA)

Non è ancora chiaro come le molecole organiche si siano unite per dar vita ai primi esseri viventi così come resta ignoto il vero periodo della loro comparsa, in quanto questi primi esseri viventi erano di dimensioni microscopiche e le loro componenti venivano degradate subito dopo la morte, non sono mai stati trovati dei ‘segni’ della loro presenza.

Possiamo però identificare, in un periodo di circa 3,6 miliardi di anni fa, la nascita di un organismo che sarà poi considerato l’ ultimo antenato comune universale (in realtà non era un solo organismo, bensì una popolazione);  In quanto tale, l’organismo in questione rappresenterebbe l’antenato comune più recente (MRCA) di tutto l’insieme degli attuali organismi viventi.

Così come è il progenitore comune più recente di tutto l’insieme degli esseri viventi attuali, probabilmente lo è anche di tutti quelli conosciuti come fossili, sebbene non si può scartare teoricamente il fatto che si possano identificare resti di altri esseri viventi della sua stessa o maggiore arcaicità.

I primi fossili a nostra disposizione

La terra conserva tracce dell’evoluzione biologica attraverso i fossili, che rappresentano ciò che rimane di un organismo vissuto nel passato.

I fossili più antichi di cui siamo a conoscenza sono stati rinvenuti in Australia, vengono chiamate Stromatoliti e risalgono a circa 3,5 miliardi di anni fa, queste sono costituite da sedimenti calcarei a forma di colonna, prodotti per stratificazione da microrganismi fotosintetici procarioti; alcuni di questi microrganismi sono ancora presenti sulla terra e delle formazioni di stromatoliti sono state osservate anche su Marte dai rover curiosity e opportunity.

Un fossile di stromatolite, è possibile notare la laminazione creata dai batteri tramite la raccolta di sedimenti calcarei

La catastrofe dell’ossigeno nell’atmosfera terrestre e le sue conseguenze.

 

Fino a 2,45 miliardi di anni fa l’atmosfera terrestre era priva di ossigeno (O2): la sua presenza nell’atmosfera moderna è dovuta alla fotosintesi, operata inizialmente dai cianobatteri, i ‘pronipoti’ dei microbi che producevano le stromatoliti.

I cianobatteri sono degli organismi autotrofi unicellulari che producono il loro nutrimento a partire dalla fotosintesi (come le alghe e le piante) e restituiscono, come materiale di scarto, ossigeno atmosferico.

La rivoluzione che questi esserini portarono al pianeta terra fu di dimensioni epocali, i cianobatteri si diffusero rapidamente in tutto il pianeta,iniziando ad immettere enormi quantità di ossigeno nell’aria, questo gas era un elemento nuovo che però non venne accolto benissimo dalle altre creature microbiche che ai tempi colonizzavano la terra, ben presto, la maggior parte di esse fu estinta, in quanto tale gas rappresentava un veleno in grado di inibire la loro crescita.

Come seconda conseguenza, la concentrazione dell’ossigeno fornì una nuova opportunità di diversificazione biologica, come pure importanti cambiamenti nella natura delle interazioni chimiche tra rocce, sabbie, argille e altri substrati geologici terrestri, inclusa l’aria e l’acqua oceanica.

Nonostante il naturale riciclo del materiale organico, la vita era rimasta energeticamente piuttosto limitata prima della disponibilità di ossigeno. Questo importante passo in avanti nell’evoluzione del metabolismo incrementò in modo significativo la disponibilità di energia libera a disposizione degli organismi viventi, con un elevato impatto ambientale globale.

Gli esseri viventi dopo la catastrofe dell’ossigeno

Uno dei passaggi evolutivi più importanti della vita sulla terra è stata la trasformazione di alcune cellule da Procarioti a delle forme primitive di quella che noi oggi definiamo cellula eucariotica.

La transizione dai procarioti agli eucarioti ha rappresentato uno dei passaggi evolutivi più importanti. Il problema di come possa essere avvenuto questo passaggio è stato argomento di accese discussioni. Secondo l’ipotesi più diffusa, per circa 2 miliardi di anni, quindi per un tempo maggiore alla metà di quello trascorso dall’inizio della vita, sono esistite solo cellule procariote

L’origine della cellula eucariota risalirebbe all’incirca a 1,5 miliardi di anni fa in pieno precambriano, quando alcuni procarioti si stabilirono all’interno di altri organismi in una sorta di simbiosi interna permanente.

Gli eucarioti saranno poi in grado di unirsi a formare strutture coloniali via via più complesse, fino ad arrivare alle piante ed agli animali.

Noi umani siamo comparsi circa 300000 anni fa, una nullità nella scala cronologica terrestre, eppure stiamo riuscendo a distruggere senza scrupoli tutto ciò che madre natura ha creato nel corso di miliardi di anni, deforestando e modificando per sempre ed in modo irreversibile il clima e l’aspetto del pianeta, ma a quanto pare a nessuno sembra importare più di tanto.

 

V.G.

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