Ci sono libri che possiedono un valore non dipendente dal numero delle pagine di cui sono composti; che contengono, in uno spazio editoriale ridotto, una quantità di informazioni e spunti che spesso non si ritrovano in opere di dimensioni ben più ragguardevoli.
È questo il caso del prezioso volumetto scritto da Piero Ugliengo, Professore ordinario presso il Dipartimento di Chimica dell’Università di Torino, e pubblicato nel 2026 dalla casa editrice il Mulino di Bologna: La vita inizia qui. Un racconto molecolare delle origini.
Si tratta di un testo di appena 130 pagine, grande poco più di un telefono cellulare e che potrebbe stare senza difficoltà nella tasca di una giacca.
Eppure, in un testo dalle dimensioni tanto contenute, i lettori si trovano di fronte a una dettagliata analisi spazio-temporale riguardante l’origine della vita nell’universo e sul nostro pianeta: una sorta di piccola enciclopedia multidisciplinare, organizzata in dieci capitoli e contenente una miriade di informazioni utili per un pubblico di lettori dai gusti eterogenei ma con uno spiccato interesse per la chimica, in particolare per quella prebiotica, cioè precedente alla nascita della vita.
Tutte le forme di vita
Piero Ugliengo inizia il suo percorso con un’approfondita riflessione sul significato di “vita”, mettendo dapprima in evidenza come nella letteratura scientifica ne esistano oltre cento definizioni differenti, per arrivare in seguito all’analisi dell’entità minimale che costituisce ogni organismo vivente, la cellula, caratterizzata dall’autopoiesi, cioè dalla capacità di riprodurre i propri componenti rimanendo però uguale a sé stessa, tramite una rigenerazione che avviene dall’interno.
Fin dalle prime pagine l’autore mette in luce la sua attitudine nel passare dalla descrizione dell’infinitamente piccolo (atomi, molecole) a quella delle grandezze senza limiti (l’Universo), con una flessibilità mentale che rende la trattazione ricca di informazioni multidisciplinari – riguardanti la chimica, la biologia, la fisica e l’astrofisica - senza però disorientare il lettore.
Partendo dalle prime intuizioni dei filosofi antichi (Democrito, Lucrezio, Epicuro) sulle particelle invisibili e indivisibili che costituiscono la materia, per giungere fino al nano mondo attualmente conosciuto, composto da atomi e molecole, viene illustrata l’origine dell’Universo, risalente a oltre 13 miliardi di anni fa, in seguito alla quale si generarono i primi atomi di idrogeno ed elio, durante scale temporali difficili da comprendere per noi umani.
Il lato chimico dell’Universo
Piero Ugliengo ci porta a spasso per il cosmo a bordo di un’astronave composta dai 118 elementi chimici oggi conosciuti, sui quali fornisce preziose informazioni che permettono di comprendere il meccanismo di espansione dell’Universo, di formazione degli atomi e della radiazione cosmica di fondo, illustrando un panorama della genesi caratterizzato da temperature straordinarie (100 milioni di trilioni di trilioni di gradi centigradi) e da una densità 400.000 volte superiore a quella dell’acqua.
La disseminazione di elementi chimici nello spazio, conseguente al ciclo vita-morte di tutte le stelle, fornisce la certezza che tali elementi siano presenti e assoggettati a uguali leggi fisico-chimiche in tutto l’Universo, in modo da rendere possibile anche in altri mondi, almeno in potenza, l’origine della vita.
Quest’ultima è caratterizzata, sul nostro pianeta, dalla condivisione di un’unica organizzazione chimica, la quale induce a pensare a un solo antenato ancestrale (LUCA, Last Universal Common Ancestor), evolutosi nel tempo in una eccezionale varietà di specie, come indicato dalla teoria darwiniana.
I pilastri della biochimica
La trattazione prosegue con l’analisi dei quattro pilastri molecolari della biochimica (proteine, acidi nucleici, polisaccaridi e membrane cellulari), attuata tramite un’abile sintesi essenziale per indagare argomenti davvero complessi.
I lettori scoprono, tra le innumerevoli informazioni, che gli amminoacidi sono i mattoni componenti le proteine (la titina, una delle più lunghe, ne assembla oltre 30.000); che esistono due tipi di acidi nucleici (DNA e RNA); che la cellulosa è il polimero più abbondante sul pianeta terra; che l’ultimo pilastro, la membrana cellulare, permette alle cellule di catturare le sostanze chimiche esterne e di metabolizzarle all’interno, producendo calore.
A partire da questi quattro fondamenti, Ugliengo si interroga quindi sulla eventualità che in un remoto passato sul nostro pianeta sia stata possibile, tramite processi naturali, la sintesi dei mattoni fondamentali per la vita (amminoacidi, zuccheri, fosfati, basi azotate, fosfolipidi) e che questi elementi semplici si siano evoluti, attraverso milioni di anni, verso le complesse strutture cellulari presenti oggi sulla Terra: l’origine della vita, quindi, come percorso dall’inorganico all’organico; come trasformazione da molecole organiche semplici a unità complesse.
Attraverso una rapida analisi dello spazio interstellare, veniamo a conoscenza della sua estrema complessità, contraddistinta da un super-vuoto, da basse temperature (fino a -260°C) e dalla presenza di nubi molecolari, costituite di idrogeno e di immensi ammassi di polveri a loro volta composte da atomi di carbonio; nubi in cui si sono formate e possono formarsi di continuo nuove molecole, nuove stelle e con esse sistemi planetari simili al nostro; nelle quali i moderni radiotelescopi hanno scoperto ben 320 diverse specie molecolari, tra cui acqua, acido cianidrico, ammoniaca, acido solfidrico, formaldeide, metanolo, acido acetico.
Risulta in tal modo evidente che nell’Universo esistono tutti gli elementi e tutte le possibilità per la nascita di una vita simile a quella che conosciamo sul pianeta Terra.
La teoria della generazione endogena
L’astronave del Professor Ugliengo prosegue la sua prodigiosa esplorazione portandoci a spasso per il sistema solare, alla scoperta delle comete e delle meteoriti, ricche di sostanze ereditate dalla nube primordiale e che possono aver rifornito di molecole la giovane Terra nel periodo Archeano, compreso tra 4 e 2,5 miliardi di anni fa.
Le prime, costituite da un nucleo roccioso e ghiaccio, presentano un ricco catalogo chimico (azoto, ossigeno, nitrili, formaldeide), molecole organiche come l’acetone e amminoacidi come la glicina; le seconde, contenenti una memoria chimica fossilizzata e risalente alla nascita del nostro sistema solare, rivelano la presenza di amminoacidi e materia organica.
Questi corpi minori vaganti per il sistema solare incrociarono il nostro pianeta nel corso di milioni di anni, durante i quali lo inseminarono e arricchirono con i mattoni molecolari che recavano con sé, quindi tramite una generazione esogena.
L’autore ci ricorda però che l’atmosfera del nostro pianeta, da lui definita in maniera calzante “un ricco brodo”, era con ogni probabilità composta da ammoniaca, idrogeno, metano; l’ambiente geologico era caratterizzato da continue eruzioni vulcaniche e vigorosi fenomeni temporaleschi, accompagnati da una intensa radiazione ultravioletta non ancora schermata dall’attuale strato di ozono: insomma, un ambiente adatto per favorire la generazione endogena dei mattoni molecolari alla base della vita, passando dalla presenza di molecole semplici alla generazione di quelle complesse.
Per approfondire meglio quest’ultima teoria il Professor Ugliengo decide di abbandonare l’astronave interstellare utilizzata nei primi capitoli e di immergersi nelle profondità marine con un batiscafo, simile a quello utilizzato negli anni Settanta del XX secolo per la ricerca di forme di vita in luoghi inospitali (fino a 2500 metri sotto il livello del mare).
Nel buio degli abissi oceanici, la scoperta delle sorgenti idrotermali ha forse fornito una ulteriore prova alla teoria della generazione endogena della vita sul nostro pianeta: i cosiddetti fumaioli neri, caratterizzati da un complesso ecosistema ricco di minerali, abitato da batteri capaci di chemiosintesi e da numerose altre forme di vita, nonostante le alte temperature, l’altissima pressione e in contrasto con la usuale concezione della vita basata sulla fotosintesi.
In questa teoria risulta importante la connessione tra chimica primordiale e attività geochimica del pianeta Terra, poiché conferma che la vita può proliferare soltanto tenendosi lontana dall’equilibrio chimico e dall’equilibrio termodinamico, nelle cellule, nei camini idrotermali sottomarini come nell’intero pianeta. Il disequilibrio genera pertanto molecole complesse, che non nascerebbero altrimenti.
Compagni di viaggio indispensabili
È necessario sottolineare che in questo fantastico viaggio nei sistemi posti alla base della vita prebiotica, l’autore si fa accompagnare sovente da illustri scienziati del passato e del presente, che hanno avuto un ruolo fondamentale nel definire i processi chimico-fisici all’origine dell’Universo e ai quali attribuisce il giusto prestigio: Hans Bethe, Linus Pauling, James Watson, Francis Crick, Aleksandr Oparin, William Herschel, Robert Trumpler, Edwin Salpeter, Sandra Pizzarello, Harold Urey, Stanley Miller, Jack Corliss, Hans Adolf Krebs, Michael Russell, Deborah Kelley, George Polya, Gianmario Martra, e molti altri.
Questi studiosi, i cui nomi potrebbero risultare sconosciuti ai più, hanno permesso di costruire certezze sulla nascita della vita nell’Universo, rendendola comprensibile anche ai non “addetti ai lavori” tramite ricerche di grande complessità. Il nostro professore esprime la sua gratitudine nei loro confronti nel modo più corretto, e cioè parlando dei loro studi scientifici, con una sintesi mai approssimativa.
I mattoni della vita
Giunto al termine della trattazione, e nel tirare le fila del suo prezioso racconto, Piero Ugliengo sottolinea l’importanza della collaborazione interdisciplinare tra fisica, chimica, geologia e biologia molecolare per comprendere l’evoluzione dalla vita prebiotica a quella biotica, rivisitando tutti i temi affrontati fin dall’inizio con una procedura utile soprattutto dal punto di vista didattico.
Ne sottolineiamo soltanto alcuni: la presenza dei mattoni chimici fondamentali negli spazi interstellari, nelle comete, negli asteroidi, nell’atmosfera primordiale terrestre e nelle profondità oceaniche; l’importanza dell’acqua come agente chimico aggressivo ma anche come componente attivo nelle reazioni chimiche; il ruolo fondamentale dei minerali nelle reazioni con gli amminoacidi; la continua autocostruzione delle cellule mediante meccanismi interni; la necessità per le cellule di restare lontane dall’equilibrio termodinamico per continuare a riprodursi; l’importanza delle favorevoli condizioni astronomiche di cui ha beneficiato il nostro pianeta per garantire l’autopoiesi delle cellule; il valore della chimica prebiotica nella transizione dagli organismi semplici a quelli complessi; l’inseminazione chimica dei pianeti da parte delle comete e dei meteoriti; la validità sia dei processi esogeni sia di quelli endogeni nella creazione dei mattoni molecolari della vita sulla Terra.
Non ci resta che concludere questa lunga ma necessaria esposizione citando un’acuta riflessione dell’eminente fisico e biologo computazionale Elbert Branscomb, che il Professor Ugliengo, con grande perspicacia, riporta alla fine del suo fondamentale saggio:
«La vita non è un mezzo per aggregare blocchi di costruzione, ma si occupa di sviluppare “nano- motori” in grado di accoppiare processi termodinamicamente opposti, al fine di creare un disequilibrio a scapito della dissipazione di un altro».
Referenze iconografiche: infamous84 / Shutterstock, View_From_My_Lens / Shutterstock, New Africa / Shutterstock, Triff / Shutterstock,
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