Vita segreta

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Che cos’è la vita? Lasciando da parte le mitologie, se si vuol cominciare a rispondere e capire basta guardarci attorno. Così vediamo che in Natura possiamo distinguere tre regni principali, o sia tre tipi fondamentali di esseri con cui abbiamo a che fare: minerale, vegetale e animale. In più siamo circondati da tutte le cose manufatte dall’uomo, le cui materie prime derivano però sempre dal mondo naturale. Si capisce quindi che non abbiamo esperienza se non di corpi materiali. E non si tratta di un pregiudizio filosofico, poiché questo è proprio ciò che ci insegnano le stesse scienze naturali. E la cosa è ancora più semplificabile, poiché tutti i corpi possibili, alla fine, si possono distinguere non in tre, ma in due soli tipi: da una parte i minerali naturali e le cose artificiali, biologicamente inerti; e dall’altra gli organismi viventi, vegetali o animali che siano. Così è chiaro che il discrimine per dividere tutti i corpi esistenti in due possibili modi di essere sta nella qualità della materia di cui tali corpi sono costituiti: è la materia stessa infatti, alla fine, ad essere o meno dotata della qualità della vita. La prima specie di materia è dunque quella delle cose inanimate, dei corpi inerti, come possono esserlo un sasso, o una sedia, ma anche la Luna, le stelle e lo stesso intero Universo. Si tratta della materia inorganica, cioè priva di vita, e ciò che la distingue è l’essere consistente di atomi, con proprietà esclusivamente chimico-fisiche. Laddove l’altra, la materia organica, quella costituente i corpi degli esseri viventi (vegetali o animali), è invece costituita di cellule, e dotata per questo delle molto più complesse qualità biologiche. Stabilita questa del tutto evidente distinzione tra le due forme di materia e quindi tra i due tipi di corpi possibili, dobbiamo ora vedere più da vicino qual’è la loro differenza, il che ci porterà un passo avanti nel quesito sulla vita. Perché così capiremo anche il nesso che c’è tra le due materie esistenti, e ci renderemo conto di come a suo tempo, proprio all’origine della vita, sia accaduto qualcosa di impossibile oggi, ossia che l’una abbia potuto derivare dall’altra. Ma per rendersi conto di tutto ciò è indispensabile ricorrere agli argomenti della scienza chimica.
Ora, i corpi relativamente più semplici sono ovviamente quelli inerti, più elementari proprio perché privi di vita. Ebbene, come già detto, tutti i corpi di tal genere, costituiti di sola morta materia, hanno in comune questo alla base, che sono fatti di atomi. I quali atomi, pure già in sé stessi molto complessi, sono tuttavia i princìpi primi di ogni cosa (o anche, se si vuole, gli ultimi): insomma, ciò di cui ogni cosa è fatta e in cui alla fine si riduce. Non a caso la parola atomo, nella sua origine greca, vuol dire "indivisibile", o sia appunto non ulteriormente riducibile. In realtà l’atomo è divisibile e come, nelle particelle subatomiche che lo compongono, come i protoni, i neutroni, gli elettroni e altre ancora. Ma il discorso dell’irriducibilità degli atomi si riferisce alla qualità delle sostanze, e non agli atomi in sé stessi. Per esempio, se a un atomo d’oro togliamo un elettrone, quello non è più oro. Perciò gli atomi sono detti anche elementi chimici, perché appunto sono le particelle più elementari di ogni tipo di materia esistente. Così un atomo d’oro è la quantità di quel metallo più piccola possibile che si possa avere e che sia ancora oro; il che vale allo stesso modo per tutti gli altri elementi esistenti. Gli atomi sono presenti in natura, e se ne trovano 92 in tutto, alcuni abbondanti e altri molto rari. La maggior parte si trovano allo stato solido, una decina allo stato gassoso e uno solo, il mercurio, allo stato liquido. Inoltre esistono un’altra venticinquina di elementi artificiali, creati dall’uomo solo recentemente. Ebbene, ciascun atomo ha la proprietà di legarsi insieme ad altri, a formare le molecole, ossia i corpi composti appunto da più atomi. Prendiamo come esempio l’acqua. Ora, noi parliamo di molecole, e non di atomi d’acqua. Infatti ciascuna singola molecola d’acqua - che è in pratica la più piccola quantità di acqua che è ancora acqua - è formata e costituita da due atomi di idrogeno (simbolo chimico H) legati ad un atomo di ossigeno (O), con una proporzione tra i due elementi che è sempre quella (formula chimica dell’acqua: H2O). Altro esempio, il comune sale da cucina: si chiama cloruro di sodio (formula NaCl), ed è un composto di cui ciascuna molecola è formata da un atomo di sodio (Na) legato a uno di cloro (Cl). I legami chimici, poi, possono avvenire anche tra atomi uguali: ad esempio una molecola di ossigeno (O2), oppure una di cloro (Cl2), o di idrogeno (H2) eccetera, è costituita da due atomi dello stesso elemento legati tra loro. Ma questi sono i casi più semplici, e tuttosommato limitati. In genere le molecole possono essere molto più complesse, costituite da molti tipi di atomi, e tenute insieme da svariati tipi di legami chimici. Però qualsiasi possa essere la semplicità o complessità della molecola, per ciascun composto esistente la quantità (il numero) di ogni atomo è determinato e costante. E anche i legami, sia quelli tra gli atomi che formano ogni molecola, che quelli tra le molecole stesse, sono sempre strutturati secondo leggi di proporzioni matematiche, figure geometriche e meccanismi fisici ben precisi.
Ora, tutti questi atomi e composti fanno parte della Chimica inorganica. Ma c’è un altro ramo fondamentale di questa scienza, la Chimica organica. La quale però si occupa sempre di sostanze inerti, e non di corpi viventi, pur avendo a che fare con essi. Ciò che la distingue, infatti, è che si occupa di un solo singolo elemento, lasciando alla Chimica inorganica tutti gli altri. Questo elemento è l’atomo di carbonio (simbolo C), la cui importanza unica è dovuta al fatto che molti dei suoi numerosi composti hanno a che fare con proprio con la vita. Il carbonio è un elemento naturale, un atomo come gli altri, solo che è l’unico a possedere quelle proprietà che risultano essere state così determinanti proprio nella generazione ed evoluzione della vita, e più precisamente della stessa materia cellulare. Ora, la struttura chimica di questo atomo è così particolare perché gli permette di legarsi, oltre che ad altri elementi, anche a sé stesso, a formare molecole molto lunghe e complesse, vere e proprie catene di atomi, ognuna diversa dall’altra anche solo per la posizione o il numero di un unico atomo. Si capisce quindi come i composti del carbonio siano milioni, più numerosi dei composti di tutti gli altri elementi messi insieme, e perché essi vengano perciò studiati a parte. Inoltre la Chimica organica del carbonio ha a che fare con la vita in questo senso, che molti suoi composti sono prodotti direttamente da organismi viventi, vegetali o animali che siano, e fanno parte altresì della loro stessa costituzione. Tali sono infatti materie come gli zuccheri, i grassi, le proteine, le vitamine, gli stessi acidi nucleici che costituiscono il DNA delle cellule, eccetera. Tutti esempi di composti del carbonio essenziali per la loro funzione biologica, prodotti e ad un tempo produttori della vita. Ma tutte queste sostanze, ciascuna di per sé presa, non sono ancora la vita. Si tratta pur sempre ancora soltanto di atomi e molecole, che, sebbene vitali, non sono certo per questo anche viventi. Pure, la comparsa di tali sostanze del carbonio, inizialmente isolata qua e là, costituisce la premessa necessaria, poiché è proprio a partire dalla loro formazione-aggregazione-evoluzione chimica che deriverà l’assemblaggio delle prime cellule, o sia la materia vivente vera e propria.

Fatte queste indispensabili premesse, è possibile chiedersi ora quando e come è comparsa la vita sulla Terra. Certamente non subito, anche se relativamente presto. In principio si è formato il Sole, circa cinque miliardi di anni fa. La Terra, come gli altri pianeti, si è separata da esso e ha iniziato a girargli intorno quasi subito. Era molto calda, una massa di magma incandescente e priva di atmosfera, impossibile dunque per una qualsiasi forma di vita. Per prima cosa il pianeta ha dovuto raffreddarsi. Il che ha comportato la solidificazione della crosta terrestre, la formazione dell’acqua e di una prima atmosfera. A quell’epoca l’aria era irrespirabile, una cappa densa e oscura che limitava il passaggio dei raggi solari, priva di ossigeno, e costituita prevalentemente di gas che per noi oggi sarebbero letali. Eppure, paradossalmente, è proprio in tale situazione che la vita ha trovato il modo di attecchire, spontaneamente, comparendo nelle sue forme più semplici e primitive. Eh sì, perché se oggi è impossibile che la vita nasca e proliferi dalla non vita, ciò si è invece verificato proprio allora, quando le condizioni ambientali erano praticamente ancora invivibili. La comparsa della vita non è così altro che il risultato di una spontanea evoluzione chimica della materia organica, ma ancora inerte, preesistente. È cioè l’esito di tutta una serie di reazioni consecutive, rese possibili dalle condizioni ambientali presenti allora sul pianeta, che hanno prodotto composti man mano sempre più complessi, dalle molecole organiche fino alla formazione delle prime, più semplici tracce di materia vivente, fino alla comparsa delle prime cellule vere