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COSA E' LA VITA ?

Last Update: 10/5/2013 11:40 AM
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10/5/2013 11:28 AM
 
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“Che cosa c’è di unico nella vita?”

  • Quali sono alcuni dei criteri che permettono di distinguere la vita dalla non-vita?
  • Può la vita generarsi spontaneamente mediante le sole interazioni fisico-dinamiche?
  • La nostra intelligenza sarà mai in grado di costruire artificialmente la vita a partire da componenti chimici inanimati?
  • Che cosa vuol dire esattamente morire?

 

2. Il più semplice organismo vivente autonomo conosciuto

Il riduzionismo ha servito bene la scienza. In biologia, tuttavia, la vivisezione di una cellula può facilmente distruggerne proprio quella vita cellulare olistica che ci proponevamo di indagare [41,90-94].
Tibor Ganti, un eminente teorico dell’origine della vita, sostiene: “Le unità di base della biologia teorica vanno ricercate a livello organizzativo dei procarioti.” ([47], p. 62). I più semplici procarioti conosciuti sono i micoplasmi e i termoplasmi.Carsonella ruddii non è capace di vita indipendente. Il più semplice organismo in grado di replicarsi autonomamente, Mycoplasma genitalium, ha un genoma da 580 kBP [1 kBP = 1000 paia di basi, base-pair; N.d.T.] contenente 470 geni [95]. Pochi di questi geni sembrano codificare per regolatori di trascrizione convenzionali [94,96-103]. Oggi esistono le prove che le variazioni nel super-avvolgimento del DNA possono regolare la trascrizione in Mycoplamsa genitalium [95]. Il numero di strati interagenti formalmente integrati, e le dimensioni dell’informazione prescrittiva della vita (PI) [42,79-83,85,86,104], anche nei più semplici organismi viventi autonomi conosciuti, sono semplicemente da capogiro.

 

3. Le caratteristiche invarianti della vita

Forse un buon punto di partenza è un elenco descrittivo delle caratteristiche invarianti della vita nei viventi autonomi. La “vita” stabile tipica degli organismi indipendenti è un sistema che, a partire da una sua serie intrinseca di istruzioni biologiche e dall’elaborazione algoritmica di quell’informazione prescrittiva (PI), è in grado di eseguire tutte e nove le seguenti funzioni biologiche (riprodotto con il permesso [105]):

(1) differenziarsi dall’ambiente circostante tramite la produzione e la conservazione dell’equivalente di una membrana. Secondo le teorie sulla vita primordiale, tale equivalente di membrana era molto probabilmente una membrana rudimentale o una membrana di trasporto quasi-attivo, necessaria per l’assorbimento selettivo delle sostanze nutritive e l’escrezione dei rifiuti, oltre che per superare i gradienti osmotici e tossici;
(2) trascrivere, archiviare e trasmettere alla progenie l’informazione prescrittiva (PI) necessaria per l’organizzazione (istruzioni, sia genetiche, sia epigenetiche/epigenomiche); fornire istruzioni per ricavare l’energia e per la necessaria produzione e funzione dei metaboliti; codificare simbolicamente e comunicare il messaggio funzionale attraverso un canale di trasmissione a un meccanismo di ricezione/decodifica/indirizzamento/attuazione; integrare il tempo passato, presente e futuro nel contenuto biologico della sua PI (in termini di istruzioni) (le istruzioni della PI possono essere implementate ora o in qualsiasi momento nel futuro. Inoltre, secondo la teoria dell’evoluzione, tali istruzioni rappresentano una storia prolungata di derivazione e precedente controllo. La PI è quindi in gran parte indipendente dal tempo, un aspetto questo che rivela chiaramente la sua essenza formale piuttosto che fisica);
(3) riuscire a tradurre le suddette istruzioni operative nella produzione o acquisizione di catalizzatori, coenzimi, cofattori, ecc. reali; orchestrare fisicamente i processi biochimici/cammini metabolici concreti; produrre e mantenere l’architettura cellulare fisica; formare e gestire un sistema semiotico che usa “molecole segnale”;
(4) catturare, trasdurre, accumulare e richiamare energia per ogni utilizzo (lavoro utile e intuitivo);
(5) auto-replicarsi attivamente e alla fine riprodursi, non solo polimerizzarsi o cristallizzarsi passivamente; trasmettere alla progenie l’apparato e il “know-how” per il metabolismo omeostatico e la riproduzione;
(6) auto-monitorare e riparare la sua matrice fisica di conservazione/trasmissione delle bio‑istruzioni e dell’architettura, che si deteriorano costantemente;
(7) svilupparsi e crescere da uno stadio immaturo alla maturità riproduttiva;
(8) reagire in modo produttivo agli stimoli ambientali. Rispondere in maniera efficace, ovvero in un modo che sia di sostegno alla sopravvivenza, allo sviluppo, alla crescita e alla riproduzione, e
(9) possedere abbastanza stabilità genetica relativa, ma anche sufficiente variabilità e varietà, per consentire l’adattamento e la potenziale evoluzione.
Ogni classe di archaea, eubatteri ed eucarioti capaci di vita autonoma verifica tutti e nove i suddetti criteri. Si elimini uno qualsiasi dei nove requisiti di cui sopra, e resta da dimostrare che tale sistema possa rimanere “vivo”. Filamenti di RNA, filamenti di DNA, prioni, viroidi e virus non sono organismi autonomamente viventi. Essi non riescono a soddisfare molte delle precedenti ben note caratteristiche della “vita” indipendente.

Perfino nelle scienze storiche e teoriche  deve esistere un certo grado di garanzia empirica per le nostre teorie. I modelli dell’origine della vita non devono consistere nel “buttare giù una definizione” del significato e dell’essenza del fenomeno osservabile “vita” in modo da includere la “non-vita”, allo scopo di far “funzionare” le nostre teorie. Ogni teoria scientifica sulle origini della vita deve confrontarsi con la “vita” così come la osserviamo (il “principio di continuità”). La scienza non potrà mai abbandonare le sue radici empiriche in favore di congetture puramente teoriche. D’altro canto, la scienza deve guardarsi costantemente dall’inerzia del vecchio paradigma kuhniano. Dobbiamo essere aperti alla possibilità che la vita non abbia sempre assunto la forma che osserviamo oggi. In aggiunta a ciò, dobbiamo tenere conto dei problemi impliciti in ogni scienza storica, in cui l’osservazione delle realtà del passato è impossibile.

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