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dunque non erano dipendenti da molecole carboniose di origine geochimica. Questi esseri

viventi eseguivano un processo di fotosintesi anaerobica, cioè un tipo di fotosintesi in cui

H+

viene usato l'H2S come sorgente di per la produzione di molecole organiche, producendo

zolfo come prodotto di "scarto" e non O2, come fanno le piante attuali. Ciò giustifica

l'aggettivo qualificativo "anaerobica" attribuito al processo, mentre "Fotosintesi" deriva dal

fatto che l'energia utilizzata era quella luminosa.

[Autotrofi sono esseri viventi capaci di sintetizzare tutte le complesse molecole organiche

necessarie usando soltanto semplici sostanze inorganiche semplici ed una sorgente di

energia quale la luce].

ETEROTROFI

Gli esseri viventi che si originarono dopo i "batteri fotosintetici" erano rappresentati da

individui i quali utilizzavano l'energia chimica contenuta nei legami (chimici) covalenti di

molecole organiche prodotte dall'attività di altri organismi, invece dell'energia luminosa; da cui

la qualifica "eterotrofi".

Esistono evidenze della comparsa di due tipi di eterotrofi.

[Bisogna ricordare che la maggioranza della comunità scientifica è propensa a credere

che i primi esseri viventi utilizzassero le molecole organiche che si formavano

spontaneamente sia come unità da costruzione sia come sorgenti di energia. In un senso

formale erano, dunque, eterotrofi. Ciò può essere vero, ma non abbiamo nessuna evidenza

di questo. Tale assenza può essere spiegata con la definitiva perdita di tracce rilevabili

dell'esistenza di questi eterotrofi. La prima evidenza diretta in nostro possesso riguardano

invece esseri viventi autotrofi].

Un primo tipo di eterotrofi sono rappresentati dai Metanogeni i quali riducevano la CO2 in

H+

CH4 usando derivanti da molecole organiche prodotte da altri organismi. Questi esseri

viventi svolgono processi simili a quelli svolti dagli attuali "Metano batteri" attuali. Alcuni

considerano i Metanogeni come rappresentanti di tipi di batteri già noti. Il microbiologo

Woese ed il suo gruppo dell'Università dell'Illinois (1977) hanno invece dimostrato che i

Metanogeni rappresentano un gruppo con una propria identità, cioè un gruppo tassonomico

con una linea evolutiva distinta, separata da quella dei batteri e delle alghe azzurre.

Un altro tipo di eterotrofi è rappresentato dai "solfato batteri" (chemioautotrofi): esseri

viventi ritrovati in rocce vecchie di 2.7 miliardi di anni, i quali riducevano i solfati inorganici

(SO4) in H2S producendo energia chimica a seguito del processo riduttivo, utilizzando atomi

H+

di provenienti da materiale organico prodotto da altri esseri viventi. Testimonianza di

questo è fornita dal ritrovamento di materiale organico nelle suddette rocce, ricco dell'isotopo

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32S

(leggero) di origine organica; l'isotopo "pesante è rappresentato dal S. Nessun

processo geochimico produce un tale arricchimento, soltanto la riduzione solforica riesce a

farlo. Questo processo può essere definito una "respirazione solfata" che presenta parecchie

somiglianze con il processo svolto dai Metanogeni, solo che viene usato SO invece della

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CO come agente ossidante. Sia i Metanogeni che i riduttori di solfato sono eterotrofi poiché

2

essi derivano la loro energia non dal sole bensì dai legami covalenti delle molecole

organiche.

L'AVVENTO DELL'OSSIGENO ATMOSFERICO 5

All'era Arcaica è stato attribuita una durata di circa 2 miliardi di anni. Questo periodo si

identifica come il dominio degli autotrofi (fotosintetizzatori) ed eterotrofi (Metanogeni e Solfato

riduttori), tutti esseri viventi semplici, simili agli attuali batteri.

In rocce vecchie di 2.5 miliardi di anni è stato ritrovato qualcosa di nuovo.

++ (ioni ferrosi) i cui composti

Si sa che nell'era Arcaica gli oceani erano molto ricchi di Fe

sono solubili in acqua. Circa 2.5 miliardi di anni fa tutto o quasi il ferro disciolto negli oceani

scomparve per precipitazione sui fondali. La precipitazione fu la conseguenza

++ +++

dell'ossidazione degli ioni ferrosi Fe in ioni Fe i cui composti non sono solubili in H O e

2

precipitarono come ossido di ferro. Causa di tutto ciò fu la comparsa di grandi quantità di O2

prodotto da esseri viventi capaci di espletare una "fotosintesi aerobica", cioè capace di

generare O . Questo tipo di esseri viventi si originarono proprio circa 2.5 miliardi di anni fa.

2

Essi si procuravano gli atomi di idrogeno necessari per produrre i composti di carbonio

rompendo le molecole di H O -utilizzando energia luminosa-, un processo che portava alla

2

gassoso. Da questi esseri viventi si sarebbero originati un tipo di batteri

liberazione di O 2

chiamati cianobatteri. L'O formato da questi ultimi avrebbe saturato gli oceani e da qui

2

passato nell'atmosfera diventandone uno dei costituenti principali. Questo evento segna il

termine dell'era Arcaica. Durante il miliardo di anni seguente (cioè fino a 1.5 miliardi di anni

fa, circa a metà dell'era Proterozoica) i microfossili cambiano pochissimo. Erano organismi

uniti insieme formando filamenti, le loro cellule erano piccole e semplici con pareti sottili ed

assenti di -o con semplici- strutture interne.

A circa metà dell'era Proterozoica comparvero cellule che avevano perso le capacità

fotosintetiche le quali si procuravano gli atomi di carbonio da altri organismi. Questi

rappresentarono una nuova forma di eterotrofi, ottenendo energia per sottrazione di idrogeni

da molecole di origine organica e combinandoli con l'ossigeno per formare H O

2

("respirazione aerobica). Gli animali attualmente esistenti derivano da questi antenati.

L'ALBA DEGLI EUCARIOTI

Gli esseri viventi di cui abbiamo trattato fino ad ora rappresentano i procarioti (esseri viventi

senza nucleo). Esseri viventi unicellulari più grandi dei suddetti "batteri" con pareti spesse e

membrane interne cominciano a comparire circa 1.5 miliardi di anni fa. Queste "nuove"

cellule rappresentano i primi eucarioti (con un vero nucleo).

I primi eucarioti erano unicellulari. La comparsa degli esseri viventi multicellulari segna la

fine dell'era Proterozoica e l'inizio della Fanerozoica. Il periodo Cambriano, il cui inizio

coincide con la comparsa dei multicellulari, comincia circa 40 milioni di anni dopo l'inizio

dell'era Fanerozoica.

ESISTE LA VITA SU ALTRI MONDI?

Il "tipo" di vita che si è evoluto sulla Terra è stato condizionato dalle caratteristiche del

nostro pianeta. Una maggiore o minore distanza della Terra dal Sole avrebbe influenzato le

caratteristiche chimico-fisiche dei costituenti la materia vivente influenzandone lo svolgimento

evolutivo. L'evoluzione dell'attuale forma di vita basata sul carbonio è probabilmente possibile

soltanto entro gli stretti limiti di temperatura che esistono sulla Terra. Tali margini sono

strettamente correlati alla distanza della Terra dal Sole.

Le dimensioni della Terra hanno determinato inoltre le caratteristiche dell'atmosfera. Una

massa terrestre più piccola o più grande ne avrebbe determinato la scomparsa o una

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maggiore densità, rispettivamente. Situazioni queste incompatibili o con ben diversi effetti -

rispetto agli attuali- sul processo evolutivo degli esseri viventi.

Ci si è chiesto, e tuttora ci si chiede se la vita è evoluta su altri mondi. E' stato calcolato

1020

che l'universo contiene circa stelle con le caratteristiche fisiche del "nostro" sole ed

almeno il 10% di queste stelle presentano un sistema planetario. Se soltanto 1 su 10,000

pianeti presentasse le giuste dimensioni e fosse ad una distanza adeguata dal suo sole,

mimando così le condizioni in cui la vita si è originata sulla Terra, allora l'esperimento vita

1015

avrebbe potuto compiersi volte. Da tutto questo si può ragionevolmente arguire che non

siamo soli nell'universo.

Si deve tenere presente l'esistenza della possibilità che i processi caratterizzanti la vita

potrebbero essere evoluti anche in modi differenti su altri pianeti. Sistemi genetici capaci di

accumulare e replicare i cambiamenti subiti -e dunque di adattarsi- potrebbero evolvere, sotto

altre condizioni, da altre molecole oltre quelle contenenti C, H, N, e O. Il silicio è molto simile

al carbonio e l'NH è anche più polare dell'H O. Ne consegue che in condizioni di temperatura

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e pressione del tutto diverse da quelle esistenti sulla Terra, tali sostituti potrebbero formare

molecole così diverse e flessibili come quelle che il carbonio attualmente forma sulla Terra.

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L'ultima domanda è se la vita ha un termine. E' stato osservato che con mondi su cui

la vita potrebbe aver attecchito, la probabilità di aver ottenuto una qualche forma di "notizia"

circa una sua esistenza extraterrestre, risulta essere piuttosto elevata, a meno che

l'esperimento vita sia destinato a fallire in quanto esiste un'intrinseca tendenza

all'autodistruzione. L'unica cosa che ci resta da fare è sperare che tutto questo non sia vero e

che il progresso sia una possibilità perpetua.


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AUTORE

Jacko

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+1 anno fa


DETTAGLI
Esame: Zoologia
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze biologiche e molecolari
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2012-2013

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Jacko di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Zoologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Dini Fernando.

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