La teoria di Nick Lane su come si sono evolute le prime cellule: Il suo principale argomento qui è che la vita è continua con la geochimica del pianeta. Vale a dire, molte delle principali caratteristiche delle cellule - membrane, enzimi, energia tramite gradienti di protoni - discendono da processi spontanei sulla Terra. Ma non puoi avere queste caratteristiche che si evolvono a pezzi in diverse località. Hai bisogno di un'unica località che ospiti tutti i processi che potrebbero poi dare origine alla prima cellula. Un contesto importante, tra l'altro, è che tutta la vita discende da un unico antenato comune - LUCA (ultimo antenato universale comune). Ok, quindi quale ambiente candidato potrebbe dare origine a LUCA? Ha bisogno di due caratteristiche principali: - C'è un flusso continuo di carbonio ed energia (in un certo senso, tutta la vita è un flusso di carbonio ed energia, ma hai bisogno di una certa geochimica per mantenere questo disequilibrio prima che le prime cellule possano appropriarsene). - Qualcosa che concentri e catalizzi le reazioni che portano agli organici (vale a dire, equivalenti inorganici di cellule e enzimi). Questo esclude molte vecchie teorie: uno stagno caldo con ammoniaca e sali e un fulmine occasionale non genera un flusso continuo, né concentra gli organici primordiali in un volume simile a una cellula per far avanzare le reazioni. Nick pensa che le fumarole alcaline siano una soluzione unica a questa sfida e aiutino anche a spiegare molta della biochemica contingente che tutta la vita ha finito per utilizzare a causa della nostra eredità condivisa. Ok, approfondiamo: e per contesto, fondamentalmente Nick qui sta cercando di spiegare come si arrivi a una versione primitiva del ciclo di Krebs inverso in modo spontaneo. Il ciclo di Krebs inverso prende H2 e CO2 e produce molecole organiche che sono i precursori di acidi grassi, proteine e zuccheri. Un altro importante pezzo di contesto: tutta la vita funziona grazie ai gradienti di protoni. Bruciare cibo con ossigeno (o altri ossidanti nella respirazione anaerobica) pompa ioni H+ attraverso una membrana, come riempire una diga. Questi ioni fluiscono di nuovo attraverso l'ATP sintasi—una turbina molecolare—che sfrutta il flusso per attaccare il fosfato all'ADP, creando ATP. Il tuo corpo contiene solo 60 grammi di ATP, ma il ciclo ATP→ADP→ATP è così rapido che elabori il tuo peso corporeo in ATP ogni giorno. Nota a margine: se una soluzione è acida, significa che ci sono molti ioni H+ in essa. E se è basica (vale a dire alcalina), significa che ci sono molti ioni OH- in essa. Ok, quindi cosa stava succedendo in queste fumarole idrotermali alcaline? Ci sono 3 lati in questo quadro: l'interno della fumarola, la parete della fumarola e il lato oceanico della fumarola. All'interno della fumarola, hai rocce ricche di ferro che praticamente arrugginiscono, il che rilascia H2 e OH- nel flusso d'acqua che scorre (vale a dire rendendo l'acqua basica/alcalina). La parete è composta da minerali catalitici come FeS, e ha anche un sacco di piccole porosità che collegano l'interno all'esterno. ...