È un sistema che vive, si riproduce, sperimenta la selezione naturale e può morire. Un chimico del laboratorio di Fisica delle Interazioni Ioniche e Molecolari ha proposto uno schema in cui una molecola, in un sistema fornito di energia, si comporta come “la mondo dei vivi.” Paro In Chimica: una rivista europeaquesto lavoro offre una nuova prospettiva sull'apparenza della vita.
Dall'esperimento di Miller del 1953, che dimostrò che le reazioni chimiche possono essere l'origine della vita sulla Terra, parte del ricerca si concentra sulla scoperta di possibili percorsi sintetici nelle condizioni diambiente primitivo del nostro pianeta. Altri scienziati sono più interessati a capire cos'è la vita.
Robert Pascal, direttore emerito della ricerca presso il laboratorio di Fisica delle interazioni ioniche e molecolari (CNRS/Università di Aix-Marseille), ha proposto un nuovo modello teorico minimalista dei processi viventi. In questo sistema, basato su semplici cicli autocatalitici, un apporto energetico permette di compensare l'instabilità termodinamica e raggiungere la stabilità cinetico grazie al moltiplicazione del molecola attivato di serie.
Questo schema si basa su una molecola attivata termodinamicamente che, non appena le viene fornita energia, si trasforma in un secondo composto, che può eventualmente trasformarsi in un terzo composto. Dopo un ciclo completo, il ciclo porta a due copie della molecola iniziale, permettendole di continuare.
Il sistema è quindi in grado di crescere e riprodursi. In assenza di energia, la degradazione delle specie attivate porta a sottoprodotti che non consentono la ricostituzione di un ciclo: il sistema “muore” definitivamente e non può essere riavviato.
©Robert Pascal
Questo schema teorico tiene conto di altri parametri della vita, come la selezione naturale. Più sistemi diversi possono infatti competere per la stessa fonte energetica, permettendo a quello più efficiente di vincere e lasciando che gli altri vadano sprecati. Non troviamo la capacità di adattamento e di variazione di un codice genetico, ma un tale sistema avrebbe potuto apparire prima di questo principio.
Il diagramma riproduce così il comportamento degli esseri viventi, capaci di emergere, crescere, entrare in competizione con i conspecifici e morire. Questo modello ha anche il vantaggio di poter partire da un’unica copia di una specie chimica molto rara e molto instabile, all’interno di un miscuglio molecolare. Il proseguimento di questo lavoro consisterà in particolare nella ricerca di composti chimici compatibili con l'ambiente primitivo e in grado di riprodurre questo modello teorico.
Redattore: MK
Riferimenti:
R. Pasquale. Abilità evolutive dei modelli fisico-chimici minimalisti dei processi vitali.
Chimica. Euro. J. 2024, 30, e20241780.
https://doi.org/10.1002/chem.202401780
https://exobiologie.fr/emergence-de-la-vie-vers-des-modeles-chimiques-minimaux/
