Gaia è il nostro pianeta, il pianeta vivo. E’ replicabile? Le condizioni che hanno portato allo sviluppo della vita per come la conosciamo lo sono? Se sì, con quale probabilità che questo possa essere accaduto o accadere di nuovo?
Molto poche, secondo due ricercatori della National University australiana e non già per quello che viene solitamente definito il Grande Filtro del Paradosso di Fermi, secondo il quale a un certo punto dell’evoluzione interviene qualcosa che la blocca, quanto piuttosto per una specie di collo di bottiglia della vita stessa.
The Case for a Gaian Bottleneck: The Biology of Habitability (Il lavoro è spiegato in un bell’articolo di Cnet).
La complessità dell’evoluzione della vita su questo pianeta, si basa sul principio fondamentale che, nel tempo, sia stata essa stessa, attraverso l’attivazione di feedback via via più favorevoli, a plasmare le condizioni ideali per il proprio sviluppo. In sostanza, se gli organismi primari e quelli che sono seguiti non avessero regolato i gas serra e l’albedo al punto da mantenere stabile la temperatura del pianeta, questo avrebbe cessato di essere abitabile, magari come accaduto a Venere, divenuto troppo caldo e a Marte, che ha perso la sua atmosfera.
E le probabilità che questi meccanismi evolvano nella direzione ideale, scrivono, è ben più bassa di quanto non si ritenesse prima. Non solo, ma, a quanto pare, nel cosmo la norma sarebbe l’estinzione della vita, non il suo mantenimento, quindi semmai si dovrebbero andare a cercare fossili di organismi primari non di strutture pluricellulari. Per cui, i pianeti rocciosi ma umidi come il nostro, per essere abitati…devono essere abitati e, gli alieni, visto che non si riescono a trovare né si sono mai palesati, potrebbero essere semplicemente morti prima di diventare tali.
Interessante non trovate?
Certo, stupisce il fatto che ancora nessuno abbia preso questo lavoro come spunto per dire che a furia di emettere CO2 lo faremo diventare inabitabile il pianeta…ma forse la notizia mi è solo sfuggita.
NB: Grazie a Fabrizio per la segnalazione.
Circa la nascita della vita sto leggendo in questi giorni (e la lettura proseguirà a lungo, trattandosi di un’opera molto ampia – 960 pagine) l’approfondita analisi che Marco De Paoli fa in “la tragica armonia: indagine filosofico-scientifica sulla genesi e l’evoluzione del vivente”. Lì in effetti i temi che sono stati posti in questa interessante discussione sono analizzati a fondo anche in una prospettiva storica che ripercorre un dibattito che prosegue da migliaia di anni. Come giustificare la transizione da pochi amminoacidi a una cellula con Nucleo dotato di DNA, citoplasma e membrana? Misteri che ci trascineremo dietro ancora chissà per quanto…
Come spunto di riflessione su tale tema propongo un’immagine simbolica che ho in parte mutuato dalla lettura del libro di cu sopra: se da comuni cittadini guardiamo una grande cattedrale gotica ci stupiamo per la complessità e la bellezza e non riusciamo in alcun modo a capire come sia stato possibile erigerla. Ciò in quanto per capire ci manca la visione di quell’enorme e complicatissima opera di carpenteria in legno realizzata da mastri abilissimi, che è servita per erigerla e che è stata bruciata subito dopo il termine dell’opera. Non è che forse per la vita è la stessa cosa? E chi furono i carpentieri?
Come ulteriore spunto di riflessione invito a vedere il diagramma che si trova qui:
https://en.wikipedia.org/wiki/Paleoclimatology#/media/File:All_palaeotemps.png
e che riporta l’idea che abbiamo oggi sulle temperature del pianeta negli ultimi 500 milioni di anni. Quel che si nota (pur con tutti gli elementi di incertezza del caso) è una tendenza ad una sempre maggiore stabilità o omeostasi del sistema climatico (e per stabilità intendo le deboli fluttuazioni del quaternario, comprese le ciclicità glaciale-interglaciale). Da questo punto di vista sarebbe oggi essenziale comprendere meglio le basi di tale omeostasi che ricorda da vicino quella a cui si assiste in un essere vivente (e da qui penso prenda le mosse la teoria di Gaia, di cui peraltro mi infastidiscono a volte le derive in senso antropomorfico o panteistico).
Certo Maurizio, infatti anche nel caso della vita, non c’è nessuna violazione al secondo principio della termodinamica, in quanto la produzione di ordine e organizzazione interna (neg-entropia) da parte del vivente può essere mantenuta temporaneamente (fino alla morte) solo grazie ad un costante flusso di energia e da un concomitante aumento del disordine (entropia) a carico dell’ambiente. In quanto alla tua interessantissima domanda, credo che si tratti della classica domanda da un milione di dollari che arrovella da secoli le menti di biologi, fisici, fisiologi e biochimici, quantomeno. Infatti io penso che non ci sia ancora una risposta definitiva e univoca. Sicuramente non si può prescindere da proprietà e concetti peculiari come movimento, organizzazione, informazione, metabolismo, replicazione e riproduzione.
Ciao, Fabio
Si puo’ pubblicare uno studio sulla base di un teorema? Secondo me questa è la domanda che bisognerebbe porsi prima di affrontate un argomento le cui fondamenta sono regolate dal caos (clima in primis). Quanti studi sono stati pubblicati su vari argomenti, dove non ci sia stato un altro studio della medesima disciplina che rimetta in discussione il precedente?..Bisognerebbe prendere atto che alcune materie sono ancora incomprensibile ,e la Natura in questi pochi anni che ci ospita, a dimostrato di saperci sempre stupire…
Segnalo, ad integrazione, uno dei saggi sull’argomento piu` interessanti che abbia letto:
http://www.anobii.com/books/Uno_strano_silenzio/9788875782665/01447853f7cbaf78b4
Life as we know it. Se parli della vita come la conosciamo. La conosciamo? Già abbiamo problemi ad interpretare tutte le forme di vita sulla terra. Veramente la probabilità di Earth-like è enorme già nella nostra galassia, di più la esobiologia ci insegna che il ciclo complessivo può essere molto vario. Parliamo di evoluzione? Può darsi che il paradosso di Fermi sia corretto, personalmente trovo la cosa restrittiva. Se parliamo di contatto allora ciao, perché solo per scambiarsi un saluto facciamo a tempo ad estinguerci reciprocamente. Comunque Guido ti sbagli, ti è sfuggito: proprio pochi giorni fa qualcuno ha scritto che gli alieni si sono estinti per colpa della CO2. I’m so sorry
Che argomento interessante che ci ha proposto, Guidi. Qualcuno potrebbe pensare che non c’entri niente con la climatologia, in realtà non è affatto così. Secondo me, invece, molti campi di applicazione della scienza hanno molto in comune tra di loro, come in questo caso, dove direi che le affinità principali tra le due discipline scientifiche (esobiologia e climatologia) si possano identificare almeno in alcuni metodi di approccio, che devono essere necessariamente variabili, multidisciplinari, multiformi, e dove, e su questo mi ripeto, la rigorosa applicazione di modelli squisitamente di natura fisico-matematica possono incontrare diversi problemi e non costituire più, in assoluto, il paradigma investigativo più appropriato. In questo caso, ma come in moltissimi altri, come ad esempio clima, bioscienze, ecologia (scienze storiche o evolutive) un approccio squisitamente riduzionistico non è sbagliato di per sè, ma probabilmente a volte si può rivelare poco utile ed efficace. I problemi, in questi campi, restano irrisolti perché è difficile coglierne la complessità, non perché non capiamo a sufficienza la fisica subatomica o per i limiti tecnologici dei calcolatori. Per quanto esistano teorie più o meno stravaganti o più o meno pittoresche su questi temi (dal Big Bang alle decine di teorie sulla nascita della vita o sulla struttura dell’universo, panspermia, teoria delle stringhe, multiverso), in realtà quello che conosciamo veramente è ancora straordinariamente poco. In fondo, quello di cui si parla nell’articolo è abbastanza banale, paradosso di Fermi, equazione di Drake, collo di bottiglia di Gaia, sono tutti principi che derivano da semplici ragionamenti di tipo probabilistico abbastanza logici ed elementari; per esempio, in parte ci aveva già pensato Giordano Bruno nel 1600. Il vero dilemma fondamentale, invece, a mio avviso, è piuttosto questo: se non conosciamo ancora come si è originata la vita sulla Terra, come possiamo affermare se la vita aliena sia probabile o improbabile? D’altra parte l’unico esempio di vita che conosciamo ad oggi è quello sul pianeta Terra, punto, questa al momento è l’unica prova sperimentale che abbiamo. Perché poi dire che la vita, una volta sviluppatasi, può anche estinguersi rapidamente a seconda dell’evolversi delle condizioni ambientali, anche in seguito a episodi casuali e/o irripetibili, è una semplice applicazione concettuale della teoria della selezione naturale di Darwin, niente di più e niente di meno. Il problema principale, piuttosto, è quello di cercare di capire e fare luce sulla vera natura della vita e conseguentemente sulla sua origine ed evoluzione primordiale, cioè su questo assemblamento così anomalo della materia, che sfida le leggi della termodinamica e la direzione naturale dell’entropia. Nessuna legge chimica o fisica sembra favorire lo stato della materia vivente rispetto allo stato inerte. E in questo senso anche il famoso esperimento di Miller non sembra essere più così entusiasmante come sembrava all’inizio: qualche aminoacido in miscuglio racemico e niente più, un po’ pochino. Insomma, il problema dell’origine della vita, rimane tuttora irrisolto (vogliamo chiamarlo mistero?), è comparso prima l’RNA, il DNA o sono comparsi prima gli aminoacidi e le proteine (l’equivalente dell’uovo e della gallina), e poi ancora come si è passati veramente dalla relativa semplicità del procariote all’estrema complessità della cellula eucariotica? Teoria dell’endosimbiosi. Già, ma come è potuto concretamente avvenire. Tutto questo dovrebbe farci riflettere, sempre e comunque, su quanto poco effettivamente ne sappiamo relativamente ad alcuni campi di applicazione scientifica, dall’origine della vita e dell’universo, al funzionamento del sistema climatico e alla paleoclimatologia per esempio, e a quante difficoltà si incontrano in termini investigativi, teorici e sperimentali, anche se poi, ciò non significa che non sappiamo niente e che, seppur in modo grossolano, non si possano considerare alcuni modelli concettuali, più probabili di altri. Altro che fisica classica, sistemi di equazioni, e puntuali previsioni quantitative corrette. Questo è tutto un altro mondo.
Saluto cordialmente.
“fare luce sulla vera natura della vita e conseguentemente sulla sua origine ed evoluzione primordiale, cioè su questo assemblamento così anomalo della materia, che sfida le leggi della termodinamica e la direzione naturale dell’entropia.”
Ahimè la sfida è persa, con l’entropia: infatti anche per la materia vivente, non vi sono violazioni note delle leggi della termodinamica.
Obbedendo tutta la materia alle stesse leggi fisiche mi sorge una domanda che porgo a tutti:
Quale è secondo voi la proprietà fondamentale e determinante che caratterizza la Materia Vivente che noi conosciamo e che la rende tanto “diversa” da quella inanimata?