L'origine delle prime cellule e la teoria dell'endosimbiosi

L’origine delle prime cellule e la teoria dell’endosimbiosi

L’origine della vita, nota con il nome scientifico di abiogenesi, è da sempre materia di studio in più campi. Diversi ambiti scientifici collaborano per determinare come reazioni chimiche in sistemi non viventi possano dare origine ad organismi biotici, qui sul nostro pianeta o in altre regioni dell’Universo.

L’origine della vita e le prime cellule

Questo primo evento può essere fatto risalire in un periodo compreso tra i 4,4 miliardi di anni fa quando l’acqua allo stato liquido comparve sulla superficie terrestre e i 2,7 miliardi di anni fa quando invece l’esistenza certa della prima forma di vita è verificata da isotopi stabili e biomarcatori molecolari che mostrano l’attività di fotosintesi. Si ritiene comunque che la vita abbia avuto origine intorno ai 3,9 miliardi di anni fa, quando la terra iniziò a raffreddarsi fino ad una temperatura alla quale l’acqua poté trovarsi diffusamente allo stato liquido.

Si pensa che prime cellule si siano autoassemblate spontaneamente a partire da molecole presenti nei mari primitivi, dando così origine alle prime protocellule, sicuramente procariote, per poi evolversi e dare origine ai primi eucarioti.

  • I fossili più antichi di cellule procariotiche risalgono a 3,5 miliardi di anni fa.
  • Le cellule eucariotiche sarebbero comparse circa 1,8 miliardi di anni fa.

Nelle cellule procariote il materiale genetico non è racchiuso da una membrana. Nelle cellule eucariote invece, oltre ad avere una membrana nucleare che racchiude il materiale genetico, sono presenti organuli e ulteriori sistemi di membrane interne alla cellula. Per spiegare questa evoluzione e la presenza di compartimentazione e organelli esclusivi degli eucarioti si è teorizzato il meccanismo dell’endosimbiosi.

La teoria dell’endosimbiosi

La teoria dell’endosimbiosi prevede che i mitocondri e i cloroplasti derivino da procarioti primitivi entrati all’interno di cellule più grandi con le quali hanno stabilito una relazione simbiotica. Ciò sarebbe avvenuto in seguito al verificarsi di due tipi di simbiosi metaboliche:

  • 1. tra un batterio anaerobico ed eterotrofo e un batterio aerobico (che si evolve in mitocondrio): in questo caso si sarebbe formata la cellula animale;
  • 2. tra un batterio contenente dei mitocondri e un cianobatterio (che si evolve in cloroplasto): in questo caso si sarebbe formata la cellula vegetale.

La membrana nucleare e la compartimentazione interna che darà poi origine al reticolo endoplasmatico e all’apparato di Golgi, invece, si sarebbero formate in seguito ad un invaginazione (ripiegamento interno) della membrana citoplasmatica.

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