Classico ma discutibile

L’esperimento compiuto da Stanley Miller nel 1953 viene spesso citato per dimostrare che in passato potrebbe essersi verificata la generazione spontanea. Questa spiegazione, tuttavia, presuppone che l’atmosfera primordiale della terra fosse “riducente”, ovvero che contenesse solo una minima quantità di ossigeno libero (cioè non legato chimicamente). Perché?

Un libro che prende in esame le teorie sull’origine della vita fa notare che se ci fosse stato molto ossigeno libero ‘gli amminoacidi non si sarebbero potuti nemmeno formare, e se per caso si fossero formati, si sarebbero decomposti rapidamente’.f (The Mystery of Life’s Origin: Reassessing Current Theories) Quanto era fondata l’ipotesi di Miller sulla cosiddetta atmosfera primitiva?

In uno storico articolo pubblicato due anni dopo il suo esperimento Miller scrisse: “Queste, naturalmente, sono congetture, in quanto non sappiamo se la Terra aveva un’atmosfera riducente al tempo della sua formazione. . . . Non è stata ancora scoperta nessuna prova diretta”. — Journal of the American Chemical Society, 12 maggio 1955.

Si è mai scoperta questa prova? Circa 25 anni dopo, il divulgatore scientifico Robert C. Cowen riferiva: “Gli scienziati si trovano a dover rivedere alcune delle loro ipotesi. . . . Sono emerse ben poche prove a sostegno dell’idea di un’atmosfera ricca di idrogeno e altamente riducente, mentre ci sono prove che indicano il contrario”. — Technology Review, aprile 1981.

E da allora? Nel 1991 John Horgan scrisse su Scientific American: “Durante gli ultimi 10 anni sono però sorti alcuni dubbi circa le ipotesi sull’atmosfera di Urey e Miller. In base agli esperimenti di laboratorio e alle ricostruzioni al calcolatore dell’atmosfera . . . le radiazioni solari ultraviolette, che oggi sono bloccate dallo strato di ozono, avrebbero distrutto le molecole contenenti idrogeno presenti nell’atmosfera. . . . Questo tipo di atmosfera [ricca soprattutto di anidride carbonica e azoto] non sarebbe stato favorevole alla sintesi di amminoacidi e di altri precursori delle molecole caratteristiche della materia vivente”. — Trad. in Le Scienze, cit., p. 83.

E allora perché molti continuano a sostenere che l’atmosfera terrestre primitiva fosse riducente, molto povera di ossigeno? In un loro libro sull’evoluzione molecolare, Sidney W. Fox e Klaus Dose rispondono: L’atmosfera doveva essere povera di ossigeno perché, fra l’altro, “gli esperimenti di laboratorio indicano che l’evoluzione chimica . . . verrebbe fortemente inibita dall’ossigeno” e perché i composti come gli amminoacidi “non sono stabili su tempi geologici in presenza di ossigeno”. — Molecular Evolution and the Origin of Life.

Non è forse un circolo vizioso? L’atmosfera primitiva era riducente, ci viene detto, perché altrimenti la generazione spontanea della vita non avrebbe potuto aver luogo. Ma in effetti non c’è nulla che garantisca che fosse riducente.

Vi è un altro dettaglio significativo: Se la miscela di gas rappresenta l’atmosfera, la scarica elettrica simula i fulmini e l’acqua bollente sta per il mare, che cosa o chi rappresenta lo scienziato che prepara e conduce l’esperimento?

[Nota in calce]

Lo scienziato Stanley L. Miller, lavorando nel laboratorio di Harold Urey, prese idrogeno, ammoniaca, metano e vapore acqueo (partendo dal presupposto che fossero stati questi i componenti dell’atmosfera primitiva), li chiuse ermeticamente in un’ampolla sul cui fondo ribolliva dell’acqua (a rappresentare il mare), e fece passare attraverso quei vapori delle scariche elettriche (che simulavano i fulmini). Nel giro di una settimana c’erano tracce di una sostanza appiccicosa e rossastra: Miller l’analizzò e scoprì che era ricca di amminoacidi, i “mattoni” fondamentali delle proteine. È molto probabile che abbiate sentito parlare di questo esperimento, perché per anni è stato citato nei libri di testo e nelle lezioni di scienze come se spiegasse in che modo ebbe inizio la vita sulla terra. Ma lo spiega veramente?

In effetti, oggi il valore dell’esperimento di Miller viene messo seriamente in discussione. (Vedi “Classico ma discutibile”, alle pagine 36-7).

Negli anni successivi, però, quell’ottimismo è svanito. Sono passati decenni, e i segreti della vita continuano a sfuggire ai ricercatori. Una quarantina d’anni dopo il suo esperimento, il prof. Miller ha detto a Scientific American: “Il problema dell’origine della vita . . . si è rivelato ben più complesso di quanto io e molti altri potessimo immaginare”.b

Dopo che Miller e altri ebbero sintetizzato gli amminoacidi, gli scienziati si misero al lavoro per costruire proteine e DNA, che sono entrambi essenziali per la vita sulla terra. Dopo migliaia di esperimenti condotti in condizioni cosiddette prebiotiche, qual è stato il risultato? Un libro che fa il punto sulle conoscenze attuali in proposito dice: “Vi è un sorprendente contrasto fra il notevole successo nel sintetizzare amminoacidi e il costante fallimento dei tentativi di sintetizzare proteine e DNA”. Questi ultimi tentativi sono caratterizzati da “continui fallimenti”. — The Mystery of Life’s Origin: Reassessing Current Theories.

“[Il più piccolo batterio] è molto più simile agli esseri umani che ai miscugli di sostanze chimiche di Stanley Miller, in quanto possiede già queste proprietà [biochimiche]. Perciò è più facile passare da un batterio a un essere umano che passare da un miscuglio di amminoacidi a quel batterio”. — Lynn Margulis, docente di biologia.