Origine della vita

I biologi tedeschi hanno dimostrato sperimentalmente che le molecole di RNA di trasferimento potrebbero essere diventate un elemento importante nell'evoluzione delle prime forme di vita. In determinate condizioni, sono in grado di riunirsi in unità funzionali che riproducono le informazioni genetiche in modo esponenziale.

Il trasferimento di informazioni genetiche viene effettuato in sequenza: prima dal DNA ALL'RNA (questo processo è chiamato trascrizione), quindi la sintesi proteica (traduzione) viene realizzata sul modello di RNA. In un'operazione nota come replicazione, le proteine duplicano le informazioni genetiche codificate nelle molecole di DNA e immagazzinate nel nucleo cellulare, le distribuiscono equamente tra le due cellule figlie durante la divisione e il processo si ripete.

Il paradosso del dogma centrale della biologia molecolare è che già nella prima fase, complessi composti proteici – enzimi agiscono come catalizzatori della trascrizione: in una certa sezione, La doppia elica del DNA sotto l'azione degli enzimi si svolge e una delle catene diventa una matrice per costruire la cosiddetta matrice o RNA messaggero (mRNA), che quindi partecipa alla traduzione.

Cioè, e a livello molecolare sorge l'antica domanda sull'origine della vita – che era primaria – un uovo o una gallina: le proteine sono necessarie per trasmettere informazioni genetiche, ma la loro stessa sintesi dipende dalla trascrizione.

I biologi Dell'Università Ludwig e Maximilian di Monaco hanno dimostrato sperimentalmente per la prima volta che piccoli cambiamenti nelle molecole di RNA di trasferimento (Trna) consentono loro di autoassemblarsi in un'unità funzionale in grado di riprodurre le informazioni.

Pertanto, secondo gli scienziati, L'RNA di trasferimento, che funge da mediatore tra mRNA e proteine, potrebbe essere stato un elemento chiave nell'evoluzione delle prime forme di vita: le molecole di tRNA potrebbero interagire autonomamente tra loro per formare una sorta di modulo di replica in grado di replicare esponenzialmente le informazioni.

"I nostri studi sulle prime forme di replicazione molecolare e la nostra scoperta della connessione tra replicazione e traduzione ci avvicinano alla ricostruzione dell'origine della vita", ha detto uno degli autori dello studio Dieter Brown in un comunicato stampa dell'Università.

Affinché un tale sistema funzioni, è necessario un ambiente di non equilibrio per avviare i processi fisici e chimici appropriati, affermano gli scienziati. Pertanto, tutti i loro esperimenti hanno coinvolto una sequenza ripetuta di fluttuazioni di temperatura.

Ogni esperimento è iniziato con un modello – una struttura Informativa composta da due tipi di sequenze nucleotidiche centrali. I ricercatori hanno dimostrato che in condizioni che cambiano periodicamente, una struttura binaria modellata può essere copiata ripetutamente. Un tale meccanismo di replica potrebbe aver avuto luogo in un microsistema idrotermale sulla Terra primitiva.

In particolare, secondo gli autori, un ambiente favorevole per tali cicli di reazione potrebbe essersi sviluppato in rocce porose sul fondo del mare, dove le fluttuazioni naturali della temperatura sono associate a correnti di convezione.

I paleontologi hanno scoperto fossili simili a spugne in antiche barriere coralline che hanno 890 milioni di anni. Se i risultati fossero confermati, sarebbe la più antica scoperta di organismi viventi multicellulari sulla Terra.

Si ritiene che i primi organismi multicellulari, che possono essere attribuiti con certezza agli animali, siano apparsi sulla Terra circa 635 milioni di anni fa, in ediacaria, l'ultimo periodo geologico del Proterozoico. Stiamo parlando di vendobionti-misteriosi organismi radialmente e bilateralmente simmetrici che conducevano uno stile di vita sedentario o sedentario.

Tuttavia, alcuni scienziati ritengono che i primi animali sulla terra fossero spugne – marine attaccate al fondo multicellulari, che sono ancora diffuse in tutto il mondo oggi.

Le spugne fossili più antiche ben conservate sono note dal periodo Cambriano a partire da 541 milioni di anni fa, tuttavia analisi filogenetiche e biomarcatori suggeriscono che le spugne esistevano molto prima e in rocce sedimentarie di 750 milioni di anni, gli scienziati hanno trovato spicole di silicio – elementi dello scheletro mineralizzato delle spugne.

La paleontologa Canadese Elizabeth Turner della Laurentian University ha scoperto fossili estremamente simili nella struttura alle spugne in antiche barriere coralline nel Canada nordoccidentale. Le barriere coralline appartengono a strutture batteriche, sono composte da carbonato di calcio e hanno 890 milioni di anni.

Nei campioni di roccia, Turner ha identificato reti ramificate di strutture tubolari mineralizzate con calcite – carbonato di calcio cristallino. Il ricercatore ha notato che queste strutture assomigliano molto allo scheletro fibroso delle spugne cornee, che nei tempi moderni vengono utilizzate per produrre spugne per il lavaggio.

L'autore ritiene che queste strutture potrebbero essere resti fossilizzati di spugne cornee che vivevano sulle barriere carbonatiche già 90 milioni di anni prima che i livelli di ossigeno sulla Terra salissero a concentrazioni ritenute necessarie per sostenere la vita degli animali.

Se le ipotesi dello scienziato sono confermate, si scopre che l'evoluzione dei primi animali sul nostro pianeta è avvenuta indipendentemente dall'ossigenazione – saturazione dell'atmosfera con l'ossigeno, e i primissimi organismi sono stati in grado di sopravvivere alle glaciazioni globali del periodo criogenico più dure nella storia della Terra, avvenute tra 720 e 635 milioni di anni fa.

Sulla base dei risultati della ricostruzione microgrografica, la spugna più antica era un organismo simile a un verme attaccato di dimensioni comprese tra i primi millimetri e un centimetro che viveva sulla superficie o all'interno di barriere coralline costruite da cianobatteri fotosintetici calcificanti.

La rarità dei reperti di spugne di età neoproterozoica è dovuta al fatto che, molto probabilmente, non avevano scheletri mineralizzati – silicei o calcarei, ma consistevano esclusivamente di composti proteici – sponginici o cheratinici. Pertanto, secondo lo scienziato, negli antichi sedimenti non è necessario cercare elementi scheletrici-spicole-ma stampe di tessuti molli che conservano la struttura. Tali strutture sono state incontrate prima dai paleontologi, ma le hanno interpretate come colonie fossili di alghe o protozoi.