Come fece la vita a non intossicarsi con l’arsenico durante il Grande Evento di Ossidazione??

Un'area del parco di Yellowstone con alti livelli di arsenico (credito: Florida International University)

Durante i suoi primi 2 miliardi di anni la Terra era un luogo abbastanza inospitale per la vita: non era presente ossigeno nell’aria, gli oceani erano molto acidi e c’erano diversi elementi tossici in grandi quantità nell’ambiente. E nonostante questo la vita è sorta in qualche modo ed ha anche prosperato.

Come hanno fatto gli organismi a sviluppare una resistenza all’arsenico?

Tra le varie difficoltà che la vita ha dovuto affrontare per non estinguersi del tutto c’è una per la quale gli scienziati non hanno mai fornito una spiegazione esauriente e le teorie al riguardo sono diverse: come hanno fatto gli organismi a sviluppare una resistenza all’arsenico? Si tratta di un elemento tossico per molta della vita che conosciamo ora.
Dopo il periodo dell’origine della vita, quando era ancora fatta da microrganismi multicellulari, c’è stato infatti un periodo, avvenuto circa 2,4 miliardi di anni fa, in cui questo elemento tossico divenne particolarmente abbondante.

Terra allora era “aliena”

Se lo chiede anche Barry Rosen, un professore dell’Herbert Wertheim College of Medicine dell’Università Internazionale della Florida, tra l’altro un esperto di arsenico.
Secondo i ricercatori, la Terra allora era “aliena”, una sorta di pianeta sconosciuto, nel quale tuttavia i primi organismi hanno sviluppato determinati geni di resistenza all’arsenico, l’ennesima meraviglia dell’evoluzione.
Secondo i ricercatori durante questo periodo i batteri cominciarono a servirsi di nuovi enzimi tramite evoluzione convergente per utilizzare l’ossigeno onde effettuare la catalisi enzimatica.
Nello studio, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences e realizzato insieme a Yongguan Zhu dell’Accademia cinese delle scienze e ad altri colleghi provenienti da istituti internazionali, i ricercatori analizzano proprio questo periodo, denominato Grande Evento di Ossidazione.

Tossicità dell’arsenico

Durante questo periodo i cianobatteri, batteri fotosintetici, cominciarono ad utilizzare la luce del sole producendo delle quantità enormi di ossigeno. Ciò cambiò l’atmosfera ma anche la geochimica della terra. Tra i diversi cambiamenti, che tra l’altro secondo gli scienziati portarono anche ad un estinzione di massa, ci fu quello relativo alla tossicità dell’arsenico a cui gli organismi si dovettero adattare.
“Stiamo solo iniziando a capire come la biologia si sia adattata a questa transizione chiave nella storia della vita”, spiega Rosen secondo il quale risultati che ha conseguito insieme ai colleghi “forniscono nuove informazioni sull’evoluzione microbica, su come la vita ha imparato a convivere con l’arsenico”.

Note e approfondimenti

  1. The Great Oxidation Event expanded the genetic repertoire of arsenic metabolism and cycling | PNAS (IA) (DOI: 10.1073/pnas.2001063117)

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Data articolo