L'origine della vita, delle molecole biologiche ed i fossili

​​Le prime ipotesi sull'origine della vita

Fin dall'antichità, si credeva che esistessero dei flussi vitali in grado di trasformare la materia non vivente in vivente, dando origine soprattutto agli insetti. Questa ipotesi è detta generazione spontanea ed è stata per molti secoli la principale ipotesi sull'origine della vita. 

Diversi scienziati, nel corso dei secoli, dimostrarono che questa teoria era sbagliata, tra questi ci sono Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani e Louis Pasteur. 

L'esperimento di Francesco Redi ($$1626-1697$$​)

Redi dimostrò che la generazione spontanea di insetti non era possibile usando 3 barattoli contenenti della carne. Lasciò il primo barattolo aperto e vide che si sviluppavano delle larve e poi delle mosche adulte. Invece, chiuse gli altri due barattoli: uno con un tappo di sughero e uno con una garza. Sulla carne nei due barattoli chiusi non si svilupparono mosche, ma su quello chiuso in modo non ermetico si svilupparono larve e mosche sull'esterno della garza. 

Questo esperimento dimostrava che le mosche arrivavano dall'esterno e non si generavano spontaneamente sulla carne. Inoltre, dato che l'aria poteva passare attraverso la garza senza portare alla nascita di mosche, dimostrava anche che non era l'aria a trasportare i flussi vitali, come invece si credeva all'epoca.

L'esperimento di Lazzaro Spallanzani ($$1729-1799$$​)

Utilizzando un brodo sterilizzato, cioè bollito molto a lungo per eliminare tutti i microrganismi, Spallanzani dimostrò che la vita non si generava spontaneamente. Infatti, dal brodo sterilizzato non nascevano mosche finché questo veniva mantenuto sterile. 

L'esperimento di Louis Pasteur ($$1822-1895$$​)

Nel 1864 Pasteur ideò gli esperimenti che dimostrarono definitivamente l'infondatezza della generazione spontanea. Riprendendo in parte gli esempi dei suoi predecessori, Pasteur usò dei contenitori in vetro con lunghi colli ricurvi, chiamati palloni a becco di cigno, che permettevano il passaggio dell'aria ma che impedivano l'ingresso di batteri, spore e funghi. Nel pallone inserì un brodo che fece sterilizzare: nel pallone non si compariva alcun organismo vivente finché il collo rimaneva intatto. Con questi esperimenti Pasteur dimostrò che la vita non può crearsi semplicemente dalla materia. 

L'origine della vita sulla Terra

Oggi gli scienziati sostengono l'ipotesi che la vita sia comparsa sulla Terra almeno 3,5 miliardi di anni fa, con la comparsa dei primi organismi unicellulari procarioti. Questi si sarebbero formati dall'unione di molecole biologiche complesse come proteine e acidi nucleici, in un modo non ancora del tutto chiarito. Invece, un aspetto ancora dibattuto riguarda la provenienza di queste molecole biologiche. Esistono tre ipotesi al riguardo:

1. Le molecole biologiche potrebbero essersi formate a partire da molecole inorganiche più semplici, come il metano, il vapore acqueo e l'ammoniaca. Questi potrebbero aver reagito tra loro a causa dei raggi ultravioletti provenienti dal Sole, dei fulmini molto forti e degli impatti con i meteoriti. Le molecole formate sarebbero finite negli oceani formando il cosiddetto brodo primordiale;
2. Una seconda ipotesi è che queste molecole biologiche si siano formate nelle vicinanze delle sorgenti idrotermali sottomarine, da cui fuoriuscivano acque calde ricche di minerali;
3. Le molecole biologiche potrebbero essersi originate nello spazio ed essere state trasportate sulla Terra da comete o da meteoriti. 
   

​​

​​La vita sugli altri pianeti

Finora nessuna delle missioni spaziali ha trovato forme di vita su altri pianeti. Tuttavia, visto l'enorme numero di pianeti nell'Universo è possibile che alcuni di questi ospitino esseri viventi. La scienza che indaga sulle possibilità di vita extraterrestre si chiama esobiologia. 

I fossili

I resti di organismi vissuti nel passato e rimasti intrappolati nelle rocce formano i fossili, che possono essere scheletri, gusci, impronte o interi organismi, ad esempio quelli racchiusi nell'ambra. La paleontologia è la scienza che studia gli antichi esseri viventi attraverso i loro fossili. I paleontologi sono riusciti a ricostruire la storia degli esseri viventi sul nostro pianeta, scoprendo che sono esistiti lunghi periodi di sviluppo intervallati a momenti di estinzione di massa, in cui il numero delle specie viventi è diminuito improvvisamente. I fossili hanno permesso di approfondire la storia geologica della Terra, il clima delle ere passate e anche l'evoluzione degli organismi. 

Fossilizzazione

La fossilizzazione può avvenire in modo diverso a seconda del tipo di organismo e dell'ambiente in un cui si trova al momento della morte. I processi più comuni sono:

• Mineralizzazione: riguarda soprattutto gli animali dotati di parti dure, come scheletri o gusci. Dopo la morte, l'organismo viene sotterrato dai sedimenti che lentamente si trasformano in rocce. Le parti molli del corpo dell'organismo vengono decomposte velocemente, mentre le parti dure vengono sostituite dai sali minerali contenuti nell'acqua. Il fossile avrà la forma dell'animale di partenza, ma sarà formato da sostanze differenti. 
• Carbonizzazione: interessa i vegetali e porta alla formazione del carbone fossile. Questo si forma quando materiali vegetali (come foreste o accumuli di piante acquatiche) rimangono sepolti sotto uno strato di sedimenti. A seguito della decomposizione e della pressione che subiscono i materiali sepolti si forma il carbone che utilizziamo oggi come combustibile. È possibile che nel carbone restino tracce di alcuni organismi fossilizzati.  

Nel complesso, gli organismi con scheletri o gusci si fossilizzano più facilmente, perché vengono decomposti più lentamente.

Ere geologiche

La storia geologica della Terra si può dividere in diverse fasi, solitamente intervallate da eventi con un grosso impatto, come le estinzioni di massa. Partendo dalla nascita della vita sulla Terra, la prima fase è chiamata Precambriano e va da $$4500$$​ milioni di anni fa a $$541$$​ milioni di anni fa: è la fase più antica, di cui abbiamo meno informazioni. Dopo il Precambriano possiamo dividere la storia della Terra in tre Ere geologiche: 

• Era paleozoica (o Paleozoico);
• Era mesozoica (o Mesozoico);
• Era cenozoica (o Cenozoico).

Ciascuna era è stata divisa in intervalli di tempo più corti, detti periodi.