{"id":70214,"date":"2022-03-22T00:01:09","date_gmt":"2022-03-21T23:01:09","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=70214"},"modified":"2026-05-23T07:00:46","modified_gmt":"2026-05-23T05:00:46","slug":"70214","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/70214","title":{"rendered":"I condotti idrotermali e l’origine della vita"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 7<\/span> minuti<\/span><\/span>

 <\/p>\n

.<\/span>livello medio<\/span><\/a><\/p>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO:\u00a0BIOLOGIA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: origine della vita, sistemi idrotermali<\/p>\n

Le bocche idrotermali sottomarine<\/span><\/strong> sono habitat geochimicamente reattivi che ospitano ricche comunit\u00e0 microbiche. Secondo uno studio esistono sorprendenti parallelismi tra la chimica della coppia redox H\u00b2<\/sub>-CO\u00b2<\/sub><\/span> <\/strong>presente nei sistemi idrotermali e le reazioni metaboliche dell’energia centrale di alcuni moderni organismi, detti autotrofi<\/span><\/strong>, che non hanno bisogno di molecole organiche provenienti da fonti esterne essendo in grado di sintetizzarle autonomamente a partire da sostanze inorganiche semplici.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Il black smoke “Kandelabra” ad una profondit\u00e0 di 3.300 metri nel campo idrotermale di Logatchev sulla dorsale medio-atlantica – Autore e Fonte<\/span><\/bdi><\/span>\u00a0MARUM \u2212 Zentrum f\u00fcr Marine Umweltwissenschaften, Universit\u00e4t Bremen<\/span><\/strong>
\nhttps:\/\/www.marum.de\/Entdecken\/Tiefsee.html <\/a>MARUM Schwarzer Raucher.jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/strong><\/p>\n

Una cosa affascinante \u00e8 che la biochimica di questi organismi autotrofi potrebbe ospitare indizi sui tipi di reazioni che hanno avviato la chimica della vita. Questa teoria di fatto unisce la microbiologia alla geologia per dare una risposta ad una delle domande pi\u00f9 importanti della biologia: qual \u00e8 l’origine della vita?<\/span><\/strong><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Aleksandr Ivanovich Oparin (1894-1980), biochimico russo, \u00e8 ricordato per il suo lavoro sulle teorie sull’origine della vita. Nel 1922 present\u00f2 le sue idee alla Societ\u00e0 Botanica Russa e le pubblic\u00f2 in un opuscolo nel 1924. Fu solo negli anni ’30 che le sue idee divennero pi\u00f9 ampiamente conosciute. Oparin sugger\u00ec che le materie prime della vita fossero state acqua, metano, ammoniaca e idrogeno. Ipotizz\u00f2 che nelle condizioni primordiali, queste sostanze potrebbero essersi combinate per formare sistemi biochimici sempre pi\u00f9 complessi che alla fine portarono all’inizio della vita sulla Terra – Oparin al lavoro Team:ITESM Mexico\/Future research – 2011.igem.org<\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Il concetto che la vita sia nata da un brodo primordiale che ricopriva la Terra \u00e8 generalmente attribuito a Oparin<\/span><\/strong> e Haldane<\/span><\/strong>. Questa teoria ebbe supporto da Miller<\/span> <\/strong>che dimostr\u00f2 che molecole organiche potevano essere ottenute effettuando una scarica elettrica su una miscela di gas CH\u2074, NH\u1d4c e H\u00b2 (che a quel tempo si pensava rappresentassero la prima atmosfera della Terra). I composti organici che si formarono includevano acido cianidrico (HCN), aldeidi, amminoacidi, petrolio e catrame. Ulteriori amminoacidi furono prodotti dalla sintesi di Strecker<\/span><\/strong> attraverso l’idrolisi dei prodotti di reazione di HCN, cloruro di ammonio e aldeidi, e in esperimenti successivi la polimerizzazione di HCN produsse le basi degli acidi nucleici: l’adenina e la guanina.<\/span><\/strong><\/p>\n

\"Questa
Fonte https:\/\/www.chemistrylearner.com\/strecker-synthesis.html<\/strong><\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Un\u2019ipotesi affascinante che per\u00f2 implicava che un\u2019ulteriore condensazione e polimerizzazione di queste molecole di precursori organici richiedesse un meccanismo per promuoverne la concentrazione.\u00a0Nei loro modelli originali, Oparin<\/span><\/strong> e Haldane<\/span><\/strong> presumevano che la proteina fosse la fonte dell’informazione genetica, che sarebbe stata trasferita direttamente da proteina a proteina attraverso l’assimilazione di ulteriori molecole organiche. Mentre Oparin era propenso ad una sintesi abiotica<\/span><\/strong>, in cui una proteina contenente informazioni era il primo passo verso la vita, Haldane<\/span><\/strong> ipotizz\u00f2 una qualche forma di metabolismo. Di fatto, dopo tanti anni, l’ipotesi sull\u2019origine della vita, basata sul RNA o con origini autotrofe, \u00e8 ancora dibattuta nelle comunit\u00e0 scientifiche<\/span><\/strong>.<\/p>\n

Quando circa 30 anni fa furono scoperte le bocche idrotermali sottomarine, le ipotesi sulla fonte della vita iniziarono a cambiare. Le bocche idrotermali hanno rivelato un vasto e precedentemente sconosciuto dominio della chimica sulla Terra.<\/span><\/strong> Incredibilmente esse ospitano ricchi ecosistemi, la cui fonte di energia deriva principalmente dal vulcanismo della dorsale oceanica.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

mappa globale delle Hydrothermal Vent sulla base dei dati raccolti dal NOAA nel Vents Program<\/em> (vedi studio Amante, C. and B. W. Eakins, ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis, National Geophysical Data Center, NESDIS, NOAA, U.S. Department of Commerce, Boulder, CO, August 2008\u00a0 e il link) <\/a>Hydrothermal vents map.svg – Wikimedia Commons<\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Analizzando questi ambienti estremi, queste fumarole di solfuri a 360\u00b0C ricordano la Terra primordiale. Questa scoperta ha avuto un impatto immediato sulle ipotesi sull’origine della vita, perch\u00e9 le fumarole sono ambienti chimicamente reattivi che costituiscono condizioni adatte per sintesi prebiotiche.\u00a0Le prese d’aria idrotermali sono state scoperte in quasi tutti i fondali marini. Nelle zone di diffusione, le camere magmatiche<\/span><\/strong>, che contengono roccia fusa (800\u20131.200\u00b0C), scaricano periodicamente lave sul fondo oceanico. Queste eruzioni producono bocche idrotermali nere<\/span><\/strong> che ospitano comunit\u00e0 biologiche dense e diversificate. In linea di massima, i batteri che vi vivono sono dislocati sul plume<\/strong><\/span> della fumarola (ipertermofili) ed alla sua base<\/span><\/strong> in colonie che utilizzano le sostanze inorganiche precipitate sono aerobici mentre quelli in prossimit\u00e0 dei sedimenti che circondano le fumarole, dislocati in prossimit\u00e0 dei basalti porosi che si trovano a temperature di 50 – 60 \u00b0C sono anaerobici. Un mondo complesso ancora tutto da scoprire.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

Una flangia larga 1,5 metri, o sporgenza, sul lato di un camino nel Campo di Lost City sormontata da escrescenze di carbonato dendritico che si formano quando fluidi di sfiato, ricchi di minerali, filtrano attraverso la flangia ed entrano in contatto con l’acqua di mare pi\u00f9 fredda. National Science Foundation (Universit\u00e0 di Washington\/Woods Hole Oceanographic Institution) Lost City (hydrothermal field)02.jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Nel 2000 \u00e8 stato scoperto un tipo completamente nuovo di fumarola che \u00e8 caratterizzato da camini di carbonato che si innalzano per 60 metri sopra il fondale. Questo sistema di sfiato \u00e8 stato chiamato campo idrotermale di<\/span><\/strong> Lost City (LCHF)<\/span><\/strong> e potrebbe essere particolarmente rilevante per una futura comprensione delle origini della vita. Si tratta di una zona dell’Oceano Atlantico ricca di bocche idrotermali che differisce significativamente dalle fumarole nere scoperte negli ultimi anni settanta.<\/p>\n

Queste furono scoperte nel dicembre 2000 durante una spedizione nel medio Atlantico della National Science Foundation<\/span><\/strong> e furono poi esplorate nel 2003 con il sommergibile DSV Alvin<\/span><\/strong>. Le bocche di<\/span><\/strong> Lost City<\/span><\/strong> rilasciano metano e idrogeno nell’acqua circostante e non producono quantit\u00e0 significative di anidride carbonica, idrogeno solforato o metalli, che sono i prodotti principali delle bocche idrotermali dette fumarole nere. Le bocche sono posizionate sul Massiccio dell\u2019Atlantide, Atlantis Massif<\/span><\/strong>, una grande montagna sottomarina, dove si trova una zona con circa 30 camini di carbonato di calcio, alti dai 30 ai 60 metri, ed altri camini minori. Si ritiene che si form\u00f2 al di sotto della vicina dorsale medio-atlantica, creatosi durante il movimento delle placche, circa 1,5-2 milioni di anni fa, su rocce magmatiche che hanno una composizione chimica simile alle lave eruttate negli oceani primordiali. Studi geologici del massiccio hanno scoperto che non \u00e8 composto dal basalto nero tipico dei fondali oceanici, ma da una densa peridotite verde che si trova solitamente nel mantello, formatosi da un’attivit\u00e0 di faglia prolungata che dur\u00f2 milioni di anni.<\/p>\n

Perch\u00e9 sono interessanti?<\/span><\/strong><\/span>
\nI camini idrotermali di Lost City sono profondamente diversi dalle fumarole nere. Di conseguenza potrebbero fornirci una migliore comprensione dei vincoli chimici che avvennero durante la transizione evolutiva da processi geochimici a quelli biochimici ovvero \u2026 nella formazione della vita. Lo studio citato fornisce molti particolari tecnici che, in estrema sintesi riassumo di seguito. Si tratta di pinnacoli con una ventilazione attiva, composti da aragonite (CaCO3<\/sub>)<\/span><\/strong> e brucite (Mg(OH)\u00b2<\/sub><\/span>)<\/span><\/strong>. Il materiale, di colore grigio-marrone, contiene carbonati ma \u00e8 particolarmente ricco di calcite che si \u00e8 ricristallizzata dall’aragonite. Dense colonie di batteri filamentosi prosperano nei fluidi ricchi di CH\u2074<\/sub><\/span> e H\u00b2<\/sub> che hanno un pH elevato (9-11). L’interno dei camini \u00e8 dominato da un unico filotipo di archeobatteri<\/span><\/strong> dell’ordine Methanosarcinales<\/span> <\/strong>che crescono ad una temperatura di 80\u00b0C. Le sequenze del gene dell’RNA ribosomiale batterico analizzato corrispondono quindi a comunit\u00e0 diversificate.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

grandi vermi tubolari cresciuti intorno alle acque calde che circondano le bocche idrotermali – Autore NOAA Okeanos Explorer Program, Mid-Cayman Rise Expedition 2011\u00a0 – Fonte<\/span><\/strong>https:\/\/photolib.noaa.gov\/Collections\/Voyage\/Ocean-Exploration\/Modern-Expeditions\/OER\/Mid-Cayman-Rise <\/a>Expl692195543x800x800.jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/strong><\/p>\n

Conclusioni<\/span><\/strong><\/span>
\nLa scoperta delle fumarole idrotermali negli abissi ha quindi cambiato profondamente il modo in cui vediamo la storia geologica, geochimica ed ecologica della Terra. Le bocche idrotermali sono abbondanti sul fondo degli oceani del mondo e sono importanti fonti di molti elementi e composti organici che vengono trasferiti nell’idrosfera. Possono ospitare una vita affascinante con relazioni simbiotiche che coinvolgono microrganismi capaci di generare l’energia di cui hanno bisogno da composti inorganici di origine minerale che utilizzano l’energia chimica per supportare le forme animali.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

una sorgente idrotermale sul fondo degli oceani rappresentata dall’intelligenza artificiale – Credit: NOAA Okeanos Explorer Program, INDEX-SATAL 2010 <\/bdi><\/span>NOAA Photo Library <\/a>File:Barnacles at hydrothermal vents (Expl6099 9663987467).jpg – Wikimedia Commons<\/a><\/bdi><\/span><\/strong><\/p>\n

Osservare questi ambienti estremi \u00e8 affascinante, una visita alla Terra primordiale; probabilmente i sistemi idrotermali attivi si svilupparono quando l’acqua allo stato liquido si form\u00f2 sulla Terra pi\u00f9 di 4,2 miliardi di anni fa e questo fa presupporre che i microrganismi delle bocche idrotermali odierni potrebbero conservare caratteristiche fisiologiche simili ai primi ecosistemi microbici sulla Terra. Una ragione di pi\u00f9 per poterle studiare alla ricerca delle origini della vita.<\/p>\n

 <\/p>\n

in anteprima, una sorgente idrotermale – immagine generata dall’AI<\/p>\n

 <\/p>\n

Riferimento<\/span><\/strong><\/span>
\nI condotti idrotermali e l’origine della vita di William Martin, John Baross, Deborah Kelley e Michael J. Russell<\/p>\n

 <\/p>\n

Alcune delle immagini possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

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PAGINA PRINCIPALE<\/span><\/a>
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