Dormienza: la prima strategia di sopravvivenza della vita?

Gli scienziati non sono ancora sicuri di come la vita sia nata e sia persistita, ma una nuova ricerca pubblicata su Proceedings of the Royal Society B suggerisce che i precursori chimici della vita hanno affrontato condizioni così dure attraverso cambiamenti reversibili nell’attività e nella protezione, un fenomeno noto come dormienza.

 

 

 

La Terra primordiale era un luogo estremo. Gli asteroidi colpivano la superficie. I vulcani eruttavano lava e anidride carbonica. L’atmosfera densa e tossica mancava di ossigeno. Eppure, in questo tumulto, è emersa la vita.

Gli scienziati non sono ancora sicuri di come la vita sia nata e sia persistita, ma una nuova ricerca pubblicata su Proceedings of the Royal Society B suggerisce che i precursori chimici della vita hanno affrontato condizioni così dure attraverso cambiamenti reversibili nell’attività e nella protezione, un fenomeno noto come dormienza.

Kevin Webster, ricercatore associato del Planetary Science Institute, ha condotto l’articolo e Jay Lennon dell’Università dell’Indiana è stato co-autore.

“Sono davvero interessato alle questioni relative all’origine della vita”, ha detto Webster.

“Il mio collaboratore, Jay Lennon, è molto interessato alla dormienza. Un giorno stavamo parlando e mi ha chiesto se pensavo che la dormienza fosse più vecchia della vita. E io ho detto, sono quasi certo che lo sia. Questo è ciò che ha portato a questo articolo”.

Gli organismi usano la dormienza per mitigare il rischio di morte proteggendosi da condizioni sfavorevoli e rianimando una volta che le condizioni favorevoli ritornano.

“Se sei attivo, ma non c’è cibo perché il fiume si sta prosciugando, per esempio, morirai”, ha detto Webster.

“Ma se sei in grado di resistere a quelle condizioni davvero secche mentre sei dormiente, allora puoi tornare all’attività non appena c’è di nuovo acqua e vivere per trasmettere le tue informazioni genetiche”.

Webster e Lennon hanno scavato nella documentazione fossile e hanno setacciato l’albero della vita per scoprire che la dormienza è stata utilizzata da un’ampia varietà di organismi e per tutta la storia della Terra, compreso oggi.

“Diminuendo i tassi di mortalità in condizioni non ottimali, la dormienza ridurrebbe la probabilità di eventi di estinzione locali e globali. Inoltre, la dormienza crea una ‘banca dei semi’ di individui inattivi”, hanno scritto gli autori, il che significa che la vita non deve ricominciare ripetutamente durante la turbolenta giovinezza della Terra.

La chiave di questo articolo, tuttavia, non è solo che la dormienza ha reso la vita più robusta, ma che anche prima che la vita sorgesse, i suoi precursori chimici probabilmente mostravano tratti di dormienza, tra cui la capacità di esistere in diversi stati di attività, di passare da uno stato all’altro e di sperimentare un certo grado di protezione dal decadimento mentre era dormiente.

Alcune molecole, attraverso vari processi, possono passare da uno stato di dormienza (durante il quale sono protette, ma incapaci di replicarsi) a un’attività (durante la quale sono più vulnerabili all’ambiente, ma in grado di replicarsi).

Il passaggio da uno stato all’altro potrebbe verificarsi in concomitanza con cambiamenti nell’ambiente, come la temperatura o la disponibilità di altre molecole.

Ad esempio, il DNA, una molecola contenente informazioni genetiche, è costituito da due filamenti attorcigliati insieme che possono rispondere ai cambiamenti di temperatura.

Le alte temperature possono causare la separazione dei due filamenti e temperature più fredde possono causare la ricombinazione spontanea di due filamenti separati.

Il DNA può anche avvolgersi attorno a proteine chiamate istoni per bloccare in modo sicuro il suo codice genetico e poi rilassarsi quando ci sono condizioni favorevoli alla replicazione.

“Sosteniamo che queste molecole possono fare queste cose in contesti biologici e che sulla Terra primordiale potremmo aver ottenuto parte di questo comportamento che si verifica prima dell’origine della vita”, ha detto Webster.

Nel lavoro futuro, Webster mira a testare queste idee attraverso la modellazione. In particolare, vuole testare come la dormienza possa influenzare la stabilità delle reti di reazioni chimiche in contesti prebiotici che subiscono cambiamenti ambientali.

Inoltre, la dormienza probabilmente ha anche influenzato il modo in cui la vita ha colonizzato il pianeta, a seconda di dove ha avuto origine.

Ad esempio, se la vita è fiorita per la prima volta in una sorgente termale isolata nell’entroterra, la dormienza potrebbe averla aiutata a disperdersi oltre l’oasi originale; Se la vita si è sviluppata nell’oceano che si estende su tutto il globo, la dormienza potrebbe non aver giocato un ruolo così cruciale.

Capire come la vita si è accesa, diffusa e persistita sulla Terra può anche illuminare come la vita potrebbe aver avuto origine altrove.

“Come passa la vita da questo stato puramente non vivente a uno che alla fine è vivo? Sono affascinato da questa domanda, perché può anche informare la ricerca di vita su mondi lontani”, ha detto Webster.

“Può dirci qualcosa sui processi che un pianeta deve attraversare perché la vita sorga e cosa cercare una volta che lo fa”.

 

Immagine: William Hartmann.