Origini vita: Appunti di Biologia vegetale

Biologia vegetale

Le origini della vita

Si suppone che il primo organismo vivente sia apparso circa un miliardo di anni dopo la formazione della Terra, che ebbe luogo approssimativamente 4,57 miliardi di anni fa. Il nostro pianeta allora era molto diverso da quello che noi conosciamo oggi. Innanzitutto, l’atmosfera era priva di ossigeno, e quest’ultimo si ritrovava solamente disciolto nell’acqua.

Per questo motivo si svilupparono organismi procarioti che erano in grado di vivere in condizioni di anaerobiosi, ovvero in assenza di ossigeno. Tra questi ricordiamo i cianobatteri (o alghe azzurre), procarioti unicellulari che tre miliardi di anni fa erano la forma più diffusa, i quali erano in grado di attuare il processo di fotosintesi, quindi coinvolti nella produzione di ossigeno.

L’ossigeno libero prodotto da questi organismi inizialmente si accumulò nell’atmosfera, portando a profonde modifiche quali ad esempio la formazione dello schermo di ozono O₃. L’ozono, in grado di bloccare le radiazioni dannose (come ad esempio i raggi ultravioletti), favorì la crescita di forme più evolute.

Le nuove condizioni ambientali permisero a queste alghe di sfruttare l’ossigeno atmosferico, sviluppando così un nuovo metabolismo di tipo aerobico, con l’utilizzo di ossigeno, che si avvaleva del processo di respirazione. L’aerobiosi si dimostrò circa sedici volte più efficiente della fermentazione, per questo motivo molti procarioti passarono a questo nuovo metabolismo.

Circa un miliardo e mezzo di anni fa poi si formarono le prime cellule eucariotiche, la cui origine non è certa, ma sostenuta da molteplici ipotesi.

Ipotesi sull’origine della cellula eucariote

• Formazione interna alla cellula di ripiegamenti di membrana.
• Formazione di due organuli, mitocondri (adibiti alla respirazione cellulare) e cloroplasti (per la fotosintesi).

Questi due fenomeni possono trovare una possibile spiegazione grazie alla teoria dell’endosimbiosi. La teoria dell’endosimbiosi sostiene che mitocondri e cloroplasti si siano formati a partire da procarioti fagocitati (composto di fago- dal greco phagéin = mangiare; + cita dal greco kútos = cavità) da una cellula eterotrofa di dimensioni maggiori rispetto alla prima, con la quale iniziò un processo di collaborazione.

La cellula fagocitò un batterio, quest’ultimo in grado di respirare, o di effettuare la fotosintesi, e di produrre energia. Il procariote i primi tempi visse indipendentemente all’interno della cellula, successivamente iniziò una simbiosi tra i due. Non abbiamo dimostrazioni pratiche del processo di endosimbiosi.