La vita ha avuto inizio nell’argilla micacea?

Nelle mitologie e nelle storie di origine in tutto il mondo, varie culture e religioni indicano l’argilla come il vaso della vita, il materiale primordiale che gli dei creatori hanno imbevuto di un’esistenza autosufficiente. Al giorno d’oggi abbiamo la biologia per spiegare come nasce la vita, ma questi vecchi racconti potrebbero colpire più nel segno di quanto pensiamo?

L’argilla micacea

In un documento scritto per commemorare il lavoro di Ned Seeman, inventore del campo della nanotecnologia del DNA, la biofisica emerita dell’UC Santa Barbara Helen Hansma delinea la sua idea di lunga data che quella vita primitiva, in disposizioni precellulari che si è evoluta nel nostro organismo a base di lipidi e proteine cellule, potrebbe aver avuto inizio in argilla micacea. 

Originariamente proposta quasi 16 anni fa, l’ipotesi di Hansma si unisce a molte altre speculazioni su come sia nata la vita sulla Terra. Tra questi ci sono il famoso “Mondo dell’RNA”, in cui molecole di RNA autoreplicanti si sono evolute in DNA e proteine, e il concetto “Prima del metabolismo”, che dice che la vita si sia evoluta da reazioni chimiche spontanee. C’è anche un’ipotesi “pizza” che afferma che la vita potrebbe provenire da biomolecole organiche terrestri. E ci sono altre ipotesi argillose che affermano che la vita potrebbe aver avuto origine su argilla montmorillonite o argille ricche di ferro.

Hansma, biofisica ricercatrice e direttrice del programma presso la National Science Foundation, ha avuto questa idea mentre stava utilizzando un microscopio da dissezione e pezzi di mica che stava dividendo in fogli.

“Mentre guardavo i frammenti di alghe verdi e ruvide marroni ai bordi dei fogli di mica, ho pensato: questo sarebbe un buon posto per far nascere la vita’”, ha detto in un articolo scritto per NSF sul suo lavoro.

La sua idea incorpora elementi di altri concetti di abiogenesi (come la vita è emersa da materiale non vivente), affermando che i precursori delle biomolecole e dei processi metabolici avrebbero potuto essere tutti racchiusi tra strati di mica, un ambiente che offriva una certa protezione dal mondo esterno, ma permetteva il libero scambio di acqua e altre sostanze che sarebbero diventate essenziali per le cellule.

“La mia immagine è che le superfici dei fogli di mica fossero un luogo ideale per la crescita delle molecole e lo sviluppo dei processi”, ha detto.

In sostanza, la mica fungeva da impalcatura e “camere di reazione”, dove potevano verificarsi ed evolvere i processi metabolici. Il vantaggio che le argille di mica hanno sulla montmorillonite, ha aggiunto Hansma, è che le miche, con ioni di potassio che tengono insieme i fogli di mica, non si rigonfiano e quindi forniscono un ambiente più stabile. I fogli di montmorillonite, al contrario, sono tenuti insieme da ioni di sodio più piccoli, con conseguente restringimento e rigonfiamento durante i cicli umido-secco e un ambiente meno stabile.

La presenza di ioni potassio nell’argilla micacea è un altro fattore a favore: le cellule nelle creature viventi hanno elevate concentrazioni intracellulari di potassio, rendendo la mica “un habitat più probabile per le origini della vita rispetto alla montmorillonite”.

E da dove prenderebbe questo assemblaggio prebiotico l’energia per interagire e sostenersi in assenza dell’energia biochimica che ora alimenta i nostri corpi? A quel tempo, la luce solare sarebbe stata un candidato, suggerisce Hansma, così come lo sarebbe stata l’energia meccanica, attraverso l’apertura e la chiusura dei fogli di mica mentre l’acqua scorreva dentro e fuori.

“Sembra che questi movimenti di apertura e chiusura fossero modi per schiacciare le molecole insieme, prima che esistesse l’energia chimica”, ha affermato. Questa vicinanza forzata potrebbe aver promosso interazioni tra le molecole, simili alle azioni degli enzimi odierni. Diverse molecole interagenti si unirebbero per formare RNA, DNA e proteine. I lipidi nella miscela finirebbero per avvolgere i gruppi di grandi molecole e diventerebbero la membrana cellulare.

Questi sono solo alcuni degli argomenti dell’ipotesi di Hansma che si prestano alla vita avendo iniziato in argilla micacea; altro supporto può essere trovato nella vecchiaia della mica e nell’affinità del minerale per le biomolecole e altri fattori che si pensa abbiano promosso lo sviluppo della vita da molecole non viventi.

Anche se probabilmente che sapremo mai con certezza cosa è successo quasi 4 miliardi di anni fa, è chiaro che – come dice Hansma – “La vita imita la mica in molti modi”.

Fonte: Biophysical Journal