Nuovo studio: il ferro era l'unico metallo fondamentale per la vita negli oceani primordiali

RomeRecenti studi indicano che il ferro fu il primo e unico metallo di transizione utilizzato dalla vita primordiale negli antichi oceani terrestri. Ricercatori dell'Università del Michigan, del California Institute of Technology e dell'Università della California, Los Angeles, hanno investigato il ruolo del ferro nei processi biologici iniziali. Hanno scoperto che la grande quantità di ferro negli oceani antichi privi di ossigeno rendeva difficile per le forme di vita primordiali l'uso di altri metalli di transizione.

Gli oceani durante l'Eone Archeano, che durò circa tra 4 miliardi e 2,5 miliardi di anni fa, contenevano una grande quantità di ferro del tipo Fe(II) che poteva disciogliersi in acqua. Tuttavia, intorno a 2,5 miliardi di anni fa si verificò un evento importante chiamato la Grande Ossidazione. Questo evento portò alla fotosintesi ossigenica che cambiò la chimica degli oceani, trasformando Fe(II) in Fe(III). Di conseguenza, il ferro divenne insolubile e meno disponibile per l'uso biologico.

I punti principali di questo studio sono:

• Il ferro era il metallo più abbondante e accessibile negli oceani della Terra primordiale.
• L'evento della Grande Ossidazione ha ridotto la disponibilità di ferro aumentando quella di altri metalli.
• La vita inizialmente dipendeva quasi esclusivamente dal ferro per le funzioni biologiche.
• Dopo l'ossidazione, la vita si è adattata utilizzando altri metalli per funzioni diversificate.

Questa ricerca suggerisce che le molecole della vita primordiale avevano poche opzioni e spesso utilizzavano il ferro per ruoli che oggi sono svolti da altri metalli come lo zinco, il nichel e il manganese. Ad esempio, mentre gli enzimi moderni usano principalmente lo zinco, i dati mostrano che gli antichi enzimi potrebbero aver utilizzato il ferro altrettanto efficacemente. Il ferro era probabilmente cruciale durante l'Eone Archeano perché era sia abbondante che versatile.

I ricercatori hanno esaminato rocce e dati chimici per determinare la quantità di metallo presente negli oceani primordiali. Questo studio dimostra che gli organismi viventi possono adattarsi all'ambiente circostante e suggerisce che l'uso di metalli diversi oltre al ferro abbia facilitato l'evoluzione della vita in nuovi modi.

Le proprietà uniche del ferro potrebbero aver accelerato l'evoluzione precoce. Gli scienziati hanno scoperto che il ferro svolgeva molti ruoli nei processi biologici, rendendoli forse più rapidi. Questo potrebbe spiegare la rapida transizione da microbi semplici a forme di vita più complesse dopo il Grande Evento di Ossidazione.

Lo studio suggerisce che la vita può modificare e adattare la sua chimica. Gli enzimi che attualmente utilizzano metalli diversi dal ferro potrebbero aver sviluppato questa capacità dopo essersi adattati a una diminuzione della disponibilità di ferro. Con la scarsità di ferro, gli organismi hanno iniziato a utilizzare altri metalli, portando a nuovi modi di processare l'energia e a una maggiore diversità nelle forme di vita.

Questo studio rivoluziona la nostra comprensione del bisogno di metalli nella prima vita e dimostra la straordinaria capacità dei sistemi biologici di adattarsi ai cambiamenti chimici dell'ambiente. Offre nuove prospettive su come le prime forme di vita abbiano gestito ambienti ricchi di metalli, portando alla diversificazione della vita che osserviamo oggi.