La vita come oggi la osserviamo ha bisogno di un ambiente molto particolare, caratterizzato da speciali condizioni di temperatura, di pressione, di disponibilità di acqua liquida e di ossigeno. Secondo il biochimico russo Alessandro Oparin, che agli inizi degli anni ‘50 espose la sua teoria nel trattato “L’origine della vita”, le attuali condizioni sono completamente diverse da quelle in cui la vita si è originata; ed è stata la vita stessa, in seguito, a modificare in maniera radicale i caratteri fisici dell’atmosfera e dei mari in cui ha iniziato a svilupparsi.
Sembra certo infatti che la Terra primitiva avesse un involucro gassoso quasi completamente priva di ossigeno: viceversa, oggi, la molecola dell’ossigeno viene rilasciata in atmosfera come sottoprodotto della fotosintesi clorofilliana, ossia dalle piante. Erano invece abbondanti altri gas, tra cui il metano, l’ammoniaca, l’idrogeno e il vapore acqueo. Inoltre la disponibilità di energia era grande, e sotto varie forme: le radiazioni ultraviolette del Sole non erano schermate, come sono oggi, dall’ozono atmosferico; gli elementi radioattivi erano più abbondanti; frequenti erano i temporali, accompagnati da violente scariche elettriche; la temperatura era complessivamente più elevata.
In queste condizioni, nelle soluzioni acquose a contatto con quella atmosfera, non è difficile la formazione di molecole organiche attraverso reazioni chimiche spontanee: la mancanza dell’ossigeno è però essenziale, perché in presenza di ossigeno qualsiasi molecola complessa viene rapidamente ossidata, quindi alterata o distrutta.
Le condizioni primitive dei mari primordiali, esistenti all’origine della vita sulla Terra, sono quindi ora irripetibili, dato che l’atmosfera attuale contiene ossigeno fino al 20%. è possibile però tentare di riprodurre in laboratorio queste condizioni di partenza.
Sulla base delle ipotesi di Oparin, l’idea di tentare un’esperienza del genere venne per primo a Harold Clayton Urey, un chimico americano, nel 1953. L’esperimento fu realizzato l’anno successivo da un suo studente, Stanley Miller, ed ebbe un risultato clamoroso. Miller mise in un recipiente chiuso acqua, ammoniaca e metano, ma non vi introdusse né l’ossigeno né l’anidride carbonica; poi fece passare in questa atmosfera delle scariche elettriche. L’apparecchio, nel quale l’acqua era al punto di ebollizione, fu fatto funzionare per una settimana: fu sorprendente trovare che la soluzione, diventata torbida e rossastra, conteneva acidi organici, ammine e soprattutto molti amminoacidi, i costituenti delle proteine, la base della materia vivente.
L’esperimento di Miller confermò in maniera inequivocabile che in un’atmosfera di quel tipo, senza ossigeno, con modeste quantità di energia e in breve tempo, si può formare un grande numero di sostanze organiche di diversissima natura.
Qualche tempo dopo si osservò che le molecole organiche, come i lipidi e le proteine, in soluzioni molto concentrate tendono a raggrupparsi e a formare goccioline; queste goccioline, chiamate “microsfere” possono crescere, dividersi, e compiere al loro interno alcune semplici reazioni chimiche.
Dalle microsfere alle cellule il passo è ancora molto lungo, ma questi esperimenti hanno indicato che cosa sarebbe potuto accadere (ed è probabilmente accaduto) nei mari primitivi del pianeta Terra.
