giovedì 31 maggio 2018

DAL PROTO-ORGANISMO ALLA CELLULA. Seconda parte (la duplicazione cellulare e l'origine della mente)


Post n. 34


Origine della duplicazione cellulare, ovvero, perché gli organismi viventi fanno figli e più figli di quanti ne possano sopravvivere?
Nel post n. 13 abbiamo esaminato il problema ed eravamo arrivati alla conclusione che per gli organismi viventi dare origine ad una prole, e più prole di quanta ne possa sopravvivere, deve essere un istinto contenuto nella loro struttura biochimica. L’istinto a dare origine alla discendenza deve, quindi, necessariamente risalire alle proto-cellule e quindi all’origine della vita. Se le proto-cellule non avessero dato origine ad una discendenza, in un mondo ostile quale la Terra primordiale, sottoposte a infinite avversità casuali, esse prima o poi si sarebbero decomposte.
E allora: comparsa la prole appare la vita.
Ma come ha fatto la discendenza ad entrare nella struttura biochimica delle prime proto-cellule? Ovvero: come e perché ha avuto inizio la divisione proto-cellulare?
Abbandonata la cavità, l’ambiente che le proto-cellule hanno trovato ce lo descrive molto bene J. William Schopf, (post. N. 16): «Poiché la distanza Terra-Luna era minore, la Terra ruotava più rapidamente, le giornate erano più corte, le maree più imponenti e le tempeste più forti. I cieli erano di un caliginoso grigio acciaio, oscurati da tempeste di sabbia, nuvole vulcaniche e sottili detriti rocciosi sollevati dal bombardamento meteoritico. […] A causa della quasi totale assenza di ossigeno libero, l’ozono atmosferico (O3), capace di assorbire i raggi ultravioletti, era ancora scarso, e la superfice terrestre era immersa in una luce ultravioletta letale per le prime forme di vita. Gli organismi dovevano ancora imparare a fronteggiare questo ambiente ostile […]». Sicuramente, a causa di queste condizioni, la salinità, il pH, il contenuto di sostanze organiche contenute nell’argilla cambiavano continuamente e rendevano instabile l’equilibrio raggiunto dalla proto-cellula.   Inoltre, all’interno dei micro-ambienti delle masse argillose, forti micro-correnti di acqua potevano spazzarla via, la sopravvivenza della proto-cellula era a rischio.
Il caos dominava l’ambiente, era necessario risolvere il problema qui e ora.
Come abbiamo descritto altrove, l’omeostasi rimane una questione interna alla proto-cellula, essa non ha nessuna interazione diretta con l’ambiente esterno. Ma allora, come faceva l’omeostasi ad essere informata delle condizioni dell’ambiente circostante? Come abbiamo visto nel post n. 17 la membrana plasmatica, negli attuali organismi, è il centro dinamico della vita cellulare, dove le proteine della membrana svolgono un ruolo determinante anche nella divisione cellulare. Le proteine della membrana anche se ancora rudimentali dovevano già essere costituite da un testa a contatto con l’ambiente esterno, un corpo immerso nella membrana e una coda a contatto con l’ambiente interno. Sicuramente già allora, come oggi, furono tali proteine a informare l’omeostasi delle caotiche e letali condizioni dell’ambiente esterno e a spingere verso un cambiamento.
Ora, l’unico cambiamento possibile per la sopravvivenza della proto-cellula, era aumentare la propria massa, e l’omeostasi lo fa nell'unico modo in cui sa farlo: realizzare strutture e produrre entropia. L’omeostasi coopta nella proto-cellula amminoacidi, zuccheri, basi azotate dall'ambiente circostante e genera DNA, RNA e proteine. Ma questi polimeri generati da stampi e enzimi esistenti sono le copie dei polimeri già presenti che, per non dare origine a inutili sovrapposizioni di ruoli, l’omeostasi confina le copie in una parte della proto-cellula. L’aumento della massa sembra dare maggiore resistenza alla proto-cellula, ma causa un aumento del volume e quindi della superficie della membrana. Per la sopravvivenza della proto-cellula, l’omeostasi deve quindi sintetizzare anche proteine di membrana e quest’ultima prelevare dall'ambiente e associare, tramite le code idrofobiche, altre molecole di fosfolipidi per la sua crescita. L’aumento di volume della proto-cellula mette sotto tensione la membrana. Ora, è stato dimostrato sperimentalmente, che l’aggiunta di derivati lipidici o surfattanti a vescicole preesistenti provoca dapprima una crescita delle vescicole e poi la loro divisione spontanea. Possiamo allora immaginare che l’aumento della massa e del volume della proto-cellula abbia dato iniziato al distacco della parte contenente le copie.
  


Per non disperdere il contenuto della copia, la proto-cellula adatta alcuni enzimi a guidare la separazione e a tenersi incollata la parte che si è separata. Quindi i geni per la sintesi degli enzimi necessari alla divisione proto-cellulare sono già presenti nel DNA, e poiché sono fondamentali per la sopravvivenza della proto-cellula l’omeostasi li utilizzerà principalmente a questo scopo.
La proto-cellula è diventata cellula.
La comparsa, attraverso l’omeostasi, delle proteine per la divisione cellulare deve essere stata, all'interno delle due cellule, il segnale per la replicazione del DNA, che portò le cellule figlie ad avere lo stesso genoma.
Come per le vescicole cui vengono aggiunte derivati lipidici, la divisione proto-cellulare è stata termodinamicamente favorita. Per mantenere il loro equilibrio interno, per la propria sopravvivenza, le due cellule danno origine a quattro, a otto cellule e così via fino a creare una colonia. La colonia di cellule occupa il microambiente e dà origine ad una omeostasi dell’intera colonia che controlla i parametri del microambiente e mantiene al suo interno l’equilibrio termodinamico.
Le proteine di membrana delle cellule interne alla colonia, comunicano alla propria omeostasi il miglioramento dei parametri ambientali al loro intorno, e quindi una maggior probabilità di sopravvivenza. Ma le proteine di membrana delle cellule esterne della colonia comunicano il rischio della loro posizione e alcune vengono addirittura spazzate via o distrutte dall'ambiente circostante ostile. L’omeostasi della colonia, deputata alla sopravvivenza delle cellule, preleva dall'ambiente il materiale necessario per la divisione cellulare. Tale divisione deve, però, dare origine a più cellule del necessario, cioè più individui di quanti ne possano sopravvivere perché molte di esse non sopravvivranno alle avversità dell’ambiente.
La singola cellula attraverso l’omeostasi mantiene l’equilibrio al suo interno, l’omeostasi della colonia di cellule e successivamente l’omeostasi di gruppo o della specie mantiene in equilibrio l’ambiente circostante.
Ma se la divisione cellulare è già contenuta nel DNA, chi decide di attivare i geni per produrre prole e più prole di quanti ne possano sopravvivere?
È l’omeostasi che, deputata alla sopravvivenza, per mantenere in equilibrio l’ambiente circostante, attiva i geni e definisce il numero dei discendenti degli organismi viventi, in funzione del nutrimento a disposizione, dell’omeostasi della colonia, del gruppo o della specie e delle condizioni ambientali o più in generale in funzione dell’omeostasi dell’ecosistema. Se queste condizioni non cambiano il numero dei discendenti così definito può rimanere pressappoco invariato per migliaia o milioni di anni.
Tutti gli organismi viventi derivano da queste cellule primordiali e quindi tutti gli organismi viventi contengono nella loro struttura biochimica, nel loro genoma, il tratto ancestrale della discendenza ma devono misurarsi con l’ambiente circostante (o se volete: la prole è genetica, quanta prole è epigenetica).
E allora perché nel genoma degli organismi viventi è contenuto l’istinto alla discendenza? Per mantenere in equilibrio l’ambiente circostante necessario alla propria sopravvivenza. Esplicitamente, sotto il controllo di un’omeostasi di gruppo o della specie e delle condizioni ambientali, gli organismi viventi per sopravvivere fanno figli e i figli per la propria sopravvivenza continuano a fare figli.
Nella specie umana l’evoluzione culturale ha apportato qualche variazione al tema, ma non più di tanto. Immaginate una città che chiameremo A e una sua copia perfetta che chiameremo B. Ora, mentre nella prima città si continua a fare figli e molti abitanti possono raggiungere una veneranda età, nella seconda città gli abitanti, per esercitare un risparmio, decidono di non fare più figli. Cosa accadrà nella città B. Si rompe l’equilibrio ambientale. Per fare qualche esempio, guardando solo gli aspetti economici, negli ospedali si chiudono i reparti di neo-natalità, il commercio dei prodotti per l’infanzia scomparirà e gli asili nido chiuderanno. Gli abitanti presto lotteranno per accaparrarsi le risorse disponibili, si scatenerà una guerra civile e nessuno raggiungerà venerande età perché la città non sopravvivrà più di qualche anno.
Riprodursi per la propria sopravvivenza.
La divisione cellulare e l’origine della mente.
Prima di entrare nel merito è forse utile richiamare che nei post n. 14 e 15 eravamo arrivati alla conclusione che anche i microorganismi, oltre agli organismi pluricellulari, hanno: memoria, dirigono e risolvono problemi pratici, sanno orientarsi nello spazio ed hanno comportamenti “apparentemente” intelligenti.
In definitiva, tutti gli organismi viventi, anche se non dotati di cervello, sono in possesso di un equipaggiamento cognitivo di base per la sopravvivenza, cioè sono in possesso di una mente che emerge in situazioni di conflitto.
Quest’idea comincia a farsi strada anche tra i neuro-scienziati. Già Antonio Damasio in “Il sé viene alla mente” 2012 attribuisce alla singola cellula concetti di desideri, volontà, intenzioni e scopi che noi associamo alla mente umana. Shimon Edelman in “La felicità della ricerca” 2013, va oltre affermando che le cellule di lievito per la procreazione, per individuare il partner, sviluppano una proiezione e sono spinti da una mente semplice.
Ora, se tutti gli organismi viventi sono in possesso di una mente, e tutti gli organismi viventi discendono da cellule primordiali, allora la mente deve essere apparsa fin dalle origini della vita, cioè fin dalle prime cellule.
Allora, immaginiamo due proto-cellule appena uscite dalle rispettive cavità con la loro membrana contenente una rudimentale rete di proteine di superfice. Queste ultime raccolgono i dati delle terribili condizioni della terra primordiale dove il caos era padrone assoluto dell’ambiente. Inoltre, in un ambiente caotico la salinità, il pH, la temperatura, la presenza di sostanze nocive e altri parametri cambiano in continuazione e l’omeostasi riceve informazioni contraddittorie. In queste caotiche condizioni, le due proto-cellule si trovano in una situazione di conflitto: cambiare o resistere al caos. Per la sopravvivenza della proto-cellula tale conflitto può essere risolto con schemi logici, cioè con l’emergere della mente. La prima proto-cellula decide di resistere al caos, ma di essa non è rimasta traccia. La seconda proto-cellula decide di cambiare, anche senza conoscere l’esito finale, e la proto-cellula inizia la divisione cellulare. Quindi la mente appare con le prime cellule ed è responsabile della divisione cellulare.
Ma da dove emerge la mente?
Nel post n. 17 abbiamo visto che se un batterio riceve, contemporaneamente, uno stimolo che gli comunica la presenza di un repellente e uno stimolo che gli comunica la presenza di un nutriente, la “decisione” come scrive Adler dipende dalle concentrazioni. Allora indichiamo con N il nutriente cioè la sostanza di richiamo e con R il repellente. Il batterio sembra agire in questo modo: raccoglie i dati dall'ambiente circostante e, se la concentrazione del nutriente è maggiore del repellente allora vai verso il nutriente, cioè: se N > R allora …. Il batterio risolve una situazione di conflitto per mezzo di uno schema logico. Se la situazione di conflitto contiene due informazioni sensoriali, come soluzione fredda e sostanza di richiamo, il batterio deve integrare schemi logici correlati. Infatti il batterio, deve innanzitutto valutare quanto fredda è la soluzione, deve successivamente valutare quanto essa è concentrata, deve integrare i dati e prendere una “decisione”. Ma questi dati, in ogni istante, vengono raccolti e integrati dalla rete della proteine di membrana e sono queste proteine che devono prendere la “decisione”.
Queste reti proteiche si trovano nella membrana cellulare di tutti gli organismi viventi e come scrivono, Maurine E. Linder e Alfred G. Gilman in “Le Scienze” Settembre 1992, giocano un ruolo chiave nella contrazione muscolare e nei processi cognitivi degli esseri umani. E allora, poiché tutti gli organismi viventi derivano da cellule primordiali, la mente emerge, oggi come allora, dalla rete delle proteine di membrana quando l’organismo si trova di fronte un problema.
Ma cosa è veramente la mente?
Un’ipotesi ingenua.
Abbiamo scritto sopra che furono le proteine della membrana, anche se ancora rudimentali, a informare l’omeostasi delle caotiche e letali condizioni dell’ambiente esterno e a spingere al cambiamento. La proto-cellula attraverso l’omeostasi aumenta la propria massa, e lo fa nell’unico modo in cui sa farlo: realizzare strutture e produrre entropia.
Ma cosa dobbiamo intendere con il termine informare l’omeostasi e con “spingere al cambiamento” che ha avuto come conseguenza la duplicazione cellulare?
Ripartiamo dalla definizione di omeostasi. L’omeostasi è un processo chimico-fisico di autoregolazione, definito come la risposta del campo elettromagnetico interno e intorno all’entità rispetto a cambiamenti dell’ambiente esterno e del mezzo interno. L’omeostasi, attraverso reazioni chimiche e cicli di retroazione, tende a preservare l’equilibrio del proto-organismo.
Nella prima parte dell’articolo abbiamo supposto che all’interno del proto-organismo, divenuto con la membrana proto-cellula, operano dei sotto-insiemi, ciascuno con un proprio campo elettromagnetico ed una omeostasi di sotto-insieme.
Allora, immaginiamo che all'interno di un sotto-insieme una proteina si decompone. Come conseguenza di tale decomposizione il sotto-insieme non è più in equilibrio e presenta un diverso campo elettromagnetico. Quest’ultimo spinge il campo elettromagnetico del sotto-insieme DNA-proteine a esprimere il gene specifico, cioè l’RNA per la proteina che si è decomposta. Il campo elettromagnetico dell’RNA sintetizzato aziona il campo elettromagnetico del sotto insieme tRNA-Ribosoma che sintetizza la proteina. La proteina sintetizzata rientra nel primo sotto-insieme e con il suo campo elettromagnetico lo riporta in equilibrio. Siamo in presenza, quindi, di un effetto domino, di una rete di sotto-insiemi interdipendenti i cui campi elettromagnetici si autoregolano, necessariamente in coordinazione sinergica con il campo elettromagnetico del proto-cellula che regola l’equilibrio dell’insieme.
Quindi, ad azionare reazioni chimiche e cicli di retroazione, cioè l’omeostasi, sono variazioni di campi elettromagnetici. Allora, se ad un certo istante l’omeostasi aziona il gene specifico per la sintesi delle proteine per la divisione cellulare, vuol dire che ha ricevuto un segnale elettromagnetico.  Ma se abbiamo detto che fu l’emergere della mente a dare origine alla divisione cellulare, allora la mente è un campo elettromagnetico.
Ma come si origina questo campo elettromagnetico?
Come abbiamo visto nell'articolo precedente tutti i componenti della proto-cellula venivano tenuti all'interno di una membrana legata al campo elettromagnetico intorno al proto-organismo (in rosso nell'immagine). 


Questo campo, pur essendo ormai all'interno della proto-cellula, lo continueremo a chiamare campo elettromagnetico intorno al proto-organismo per non confonderlo con altri campi. Se immaginiamo che il sistema è in equilibrio, il campo intorno al proto-organismo deve, logicamente, presentare una sua omogeneità.
Nella membrana sono immerse le proteine di membrana. Ciascuna di queste proteine, come conseguenza dei legami dei suoi atomi, ha un suo campo elettromagnetico specifico alla propria conformazione. La parte della proteina di membrana immersa nell’ambiente esterno, cioè le teste delle proteine, raccoglievano i dati sulle condizioni ambientali. Ma poiché le condizioni ambientali erano caotiche, i dati raccolti da una singola proteina erano sicuramente differenti e discordanti da quelli raccolti da altre proteine. Trasferire i dati di ogni singola proteina direttamente all’omeostasi non avrebbe avuto nessuna influenza perché essa non può reagire a dati contraddittori. Quindi, i dati raccolti da una singola proteina, prima di essere trasmesse all’interno della cellula, all’omeostasi, devono essere integrati con i dati raccolti da tutte le numerose proteine della membrana ed elaborati. Questo porta alla conclusione che le proteine di membrana devono necessariamente essere contenute in una rete proteica. Poiché ogni proteina ha un suo campo elettromagnetico, le teste e le code delle proteine di tutta la rete proteica danno origine, probabilmente, a campi elettromagnetici uno esterno e uno interno, situati a distanza molecolare dalla membrana. Questi campi sono, inizialmente disomogenei. Il campo elettromagnetico esterno (dall’azzurro al viola) integra ed elabora i dati ambientali raccolti dalla rete delle proteine di membrana, assume una sua omogeneità e attraverso il corpo delle proteine immerso nella membrana sincronizza le code delle proteine. Appena le code delle proteine sono sincronizzate, il campo elettromagnetico interno diventa anch’esso omogeneo. Si aprono qui due sole possibilità: il campo elettromagnetico omogeneo interno (in viola) è congruente con il campo elettromagnetico intorno al proto-organismo (sempre in rosso);


il campo elettromagnetico omogeneo interno è incongruente con il campo elettromagnetico intorno al proto-organismo (le frecce in rosso rappresentano, nelle due immagini, le linee di campo).

Ritorniamo alle due proto-cellule. Nella prima proto-cellula oltre la metà dei dati raccolti porta il campo elettromagnetico esterno e il campo interno ad essere congruenti con il campo intorno al proto-organismo, non avviene nessun cambiamento e di essa non è rimasta traccia. Nella seconda proto-cellula oltre la metà dei dati raccolti porta il campo elettromagnetico esterno e il campo interno ad essere incongruenti con il campo intorno al proto-organismo. Ed è questo il
campo elettromagnetico che mette in azione l’omeostasi. Q   uesto è il segnale elettromagnetico che ha spinto la proto-cellula al cambiamento, ad inizia la divisione cellulare. E allora, qui è la sede della mente. E se l’elaborazione dei dati porta più o meno a metà strada, come fa la mente a scegliere? La decisione sarà lasciata al caso o, poiché siamo all'interno della mente, se volete, al libero arbitrio.
D’altra parte, cosa vuol dire integrare ed elaborare i dati? Significa contare (nel senso che ogni urto cambia la conformazione di una proteina e quindi aggiunge qualcosa in più al campo elettromagnetico esistente), valutare le intensità relative dei parametri (temperatura, pH, ecc.), valutare quanto una sostanza può essere utile o nociva e infine sommarli per dare una risposta; cioè elaborare quantità e qualità, questo è lo schema.
Allora, ritorniamo al nostro batterio che riceve due informazioni sensoriali come, una sostanza di forte richiamo (quantità) in una soluzione molto fredda (qualità). Se l'informazione quantitativa è di molto superiore all'informazione qualitativa il batterio si dirige verso la sostanza di richiamo e noi probabilmente troviamo il batterio morto.
Ma negli umani chi elabora i questi dati? La mente
E allora, il campo elettromagnetico esterno, generato dalla rete delle proteine di membrana e localizzato a distanza molecolare dalla membrana è probabilmente la sede della mente nelle cellule. Essa emerge dal corpo e agisce sul corpo. Ora, se tutti gli organismi viventi sono in possesso di una mente, e tutti gli organismi viventi discendono da cellule primordiali, allora la mente deve essere apparsa fin dalle origini della vita. Quindi la mente appare con le prime cellule e incide sulla riproduzione per la sopravvivenza dell’organismo in un mondo dominato dal caos.
Già, un’ipotesi ingenua, ma quanto ingenua?
Come fa un’idea a muovere la materia? Cos’è esattamente la consapevolezza e come interagisce con la materia del cervello per farci muovere le braccia le gambe o la lingua? Sono queste le domande che si sono poste Jim Al-Khalili e Johnjoe McFadden in “La fisica della vita” 2015 nel capitolo: La mente. Essi hanno analizzato la meccanica del pensiero, dagli stimoli sensoriali ai nervi ai muscoli, e messo in evidenza come le porte logiche di un computer sono abbastanza simili ai neuroni. Si sono quindi chiesti come mai i computer su reti complesse, come il web non danno segnali di consapevolezza. Forse il web non ha raggiunto la complessità delle “interconnessioni” delle cellule cerebrali, oppure la coscienza è basata su un diverso tipo di informatica?
Nel 1989 il matematico Roger Penrose propose l’idea che la coscienza fosse un fenomeno di correlazione quantistica. Gli autori dopo aver messo in evidenza come tale idea non sia sostenibile, in riferimento ai canali ionici dei neuroni scrivono: «Allora, se non può essere la correlazione a collegare l’informazione a livello quantistico nei canali ionici, c’è magari qualcos'altro che lo potrebbe fare? Forse sì. I canali ionici regolati dal voltaggio sono sensibili (ovviamente) al voltaggio: è quello che apre e chiude i canali. Il voltaggio è solo una misura del gradiente di un campo elettrico, ma l’intero volume del cervello è immerso nel suo campo elettromagnetico, generato dall'attività elettrica di tutti i suoi nervi. Questo è il campo che viene rilevato in ogni elettroencefalogramma e una sola occhiata ai grafici che risultano da questi esami vi darà un’idea di quanto sia complesso e ricco di informazioni. Gran parte dei neuro scienziati ha ignorato il ruolo che il campo elettromagnetico potrebbe avere nei calcoli cerebrali, perché si è sempre postulato che sia un po’ come il fischio di un treno: un prodotto dell’attività cerebrale, ma di nessun impatto sulla sua attività. Tuttavia, diversi scienziati, tra cui Johnioe, hanno recentemente iniziato a considerare l’idea che spostare la coscienza dalle particelle discrete di materia al campo elettromagnetico possa risolvere il problema del collegamento, e rivelare sito della coscienza. […] Nel XIX secolo James Clark Maxwell scopri che l’elettricità e il magnetismo sono due aspetti dello stesso fenomeno, l’elettromagnetismo, quindi ci riferiamo a entrambi con il nome di “campo elettromagnetico”. L’equazione di Einstein E=mc2 con l’energia al primo membro e la massa al secondo, dimostra, com’è noto, che l’energia e la materia sono intercambiabili. Quindi il campo elettromagnetico del cervello (il primo membro dell’equazione di Einstein) è tanto reale quanto la materia dei suoi neuroni; e siccome è generato dall’attivazione dei neuroni, codifica esattamente la stessa informazione degli schemi di attivazione neuronale nel cervello. Però, mentre l’informazione neuronale rimane intrappolata nei neuroni, l’attività elettrica generata dalla loro attivazione codifica tutta l’informazione nel campo elettromagnetico del cervello. E questo potrebbe risolvere il problema del collegamento. […] Quando le teorie della coscienza basate sul campo elettromagnetico furono presentate per la prima volta, all’inizio di questo secolo, non c’erano prove dirette che il campo generato dal cervello potesse influenzare gli schemi di attivazione dei nervi per dare luogo ai nostri pensieri e alle nostre azioni. Però, esperimenti eseguiti in diversi laboratori hanno recentemente di mostrato che un campo elettromagnetico esterno, di struttura e intensità simili a quello del cervello, riesce in effetti a influenzare l’attivazione dei nervi. Il campo sembra riuscire a coordinare l’attività dei nervi: sincronizza neuroni diversi, che quindi si attivano insieme. I risultati degli esperimenti suggeriscono che il campo elettromagnetico del cervello, generato attivazione dei nervi, influenzi l’attivazione stessa, generando una sorta di circolo auto-referenziale che molti teorici considerano una componente essenziale della coscienza. La sincronizzazione dell’attivazione dei nervi da parte del campo elettromagnetico è molto significativa, perché è una delle poche caratteristiche dell’attività nervosa nota per essere in relazione con la coscienza. Tutti abbiamo cercato un oggetto che si trovava in bella vista, come ad esempio degli occhiali, per poi trovarlo in mezzo a una confusione di altre cose. Mentre guardavamo quella confusione, l’informazione visiva che codifica l’oggetto viaggiava verso il nostro cervello, attraverso gli occhi, ma in qualche modo noi non vedevamo quello che stavamo cercando: non ne eravamo consapevoli. Poi, all’improvviso, lo vediamo. Cosa cambia nel cervello tra il momento in cui non siamo ancora coscienti dell’oggetto e il momento ii cui lo diventiamo? Stranamente, l’attivazione neurale in sé non sembra diversa: gli stessi neuroni si attivano in entrambi i casi. Ma, quando non vediamo gli occhiali, i neuroni si attivano in modo asincrono, e quando ne diventiamo coscienti lo fanno in modo sincrono. Il campo elettromagnetico, che concentra tutti quei canali ionici coerenti in diverse parti del cervello per attivare i neuroni in modo sincronizzato, potrebbe giocare un ruolo in questa transizione tra il pensiero non cosciente e quello cosciente».
Quindi, nei sistemi semplici la mente sincronizza proteine, nei sistemi complessi la mente sincronizza neuroni. E se tutti gli organismi viventi discendono dalle prime cellule allora lo schema quantità-qualità sicuramente si è evoluto ma certamente non è cambiato.
In definitiva all'interno della nicchia, ben protetto, al porto-organismo era sufficiente una rudimentale omeostasi. Ma tutto ciò non fu più sufficiente quando il proto-organismo divenuto proto-cellula si trovò in campo aperto. Nel caos della terra primordiale per risolvere problemi di sopravvivenza e i conflitti generati dal caos erano necessari, qui e ora, schemi logici, cioè la comparsa di una mente anche se semplice.  La mente è, probabilmente, un campo elettromagnetico dove i dati, raccolti dall'ambiente circostante vengono integrati ed elaborati. Duplicazione cellulare e mente sono quindi interconnesse e sono emerse per la sopravvivenza degli organismi.
La vita può iniziare e con essa la selezione naturale. 

                                                                                    Giovanni Occhipinti

Cari lettori
In questi anni abbiamo affrontato tutte le problematiche riguardanti l’origine della vita, e con questo 34° post questo lungo percorso è concluso. Rimangono da trattare alcuni argomenti che potremmo definire di “appendice” ma non meno importanti. Ve ne anticipo i titolo ma l’elenco può non essere definitivo e non rispecchia l’ordine di pubblicazione:

Equilibrio termodinamico e stato stazionario ovvero: Come scrive Lovelock, un cavallo immobile è in uno stato stazionario perché attivamente mantiene la propria posizione?

Secondo Freeman J. Dyson i meccanismi omeostatici hanno una tendenza generale a diventare più complicati anziché più semplici. Allora, i sistemi più sono complessi e più sono stabili?

Come si esplica l’informazione omeostatica ai vari livelli?

Se in epoca prebiotica i diversi tipi di amminoacidi non erano equamente distribuiti sulla superficie della terra, vuol dire che le prime cellule erano costituite da amminoacidi diversi. Come è stato possibile che gli attuali organismi viventi utilizzano tutti gli stessi amminoacidi?

Quando la pubblicazione del 1° post dell’appendice? Iniziano le vacanze e quindi non prima di ottobre. Buone vacanze a tutti






sabato 31 marzo 2018

DAL PROTO ORGANISMO ALLA CELLULA. Prima parte



Post n. 33



Quindi, in epoca prebiotica, miliardi e miliardi e miliardi di proto-organismi si trovavano disseminati su tutta la superficie del pianeta, all’interno di masse argillose e nelle più svariate condizioni chimico-fisiche. I componenti di ogni proto-organismo erano compresi all’interno di una macrostruttura ordinata, “quasi cristallina”, di acqua e il sistema interattivo assumeva l’aspetto di un gel. Tutti i componenti venivano tenuti insieme da un campo elettromagnetico interno e intorno al sistema che si estendeva nello spazio circostante. Esso può essere rappresentato prendendo a prestito un immagine da “Chimica prebiotica ed origine della vita” 2010.
 
origineprebiotica.blogspot.com/

Le frecce rappresentano le linee di forza del campo intorno al sistema in quel punto. Poiché il proto-organismo è costituito principalmente da molecole asimmetriche il campo elettromagnetico è asimmetrico.
Inoltre, abbiamo definito l’omeostasi come la risposta del campo elettromagnetico interno e intorno al proto-organismo ai cambiamenti dell’ambiente sia interno che esterno.
Il numero dei proto-organismi, a quell’epoca doveva essere veramente enorme, perché la loro formazione deve essere stato un processo spontaneo e rapido che non necessitava di grandi apporti di energia.  Nelle cellule degli organismi viventi è necessaria una grande quantità di energia per la sintesi dei componenti delle proteine e degli acidi nucleici. Ma le sostante necessarie per l’origine di questi polimeri, la loro crescita e il loro mantenimento, i proto-organismi li avevano a disposizione nell’ambiente, bisognava solo assemblarle. Ora, in presenza di catalizzatori in un microambiente non acquoso (post n. 26) per la sintesi dei polimeri è sufficiente l’energia termica dell’ambiente. Il proto-organismo nasceva quindi come eterotrofo, assumeva cioè i composti necessari dall’ambiente circostante.
È sicuramente probabile che le proteine di molti proto-organismi non erano abbastanza funzionali, per composizione e struttura, al loro auto-mantenimento. Ne consegue che un numero considerevoli di proto-organismi si saranno decomposti mentre tanti altri procedettero nel loro cammino verso la vita.
Ma per quest’ultimo obiettivo cosa mancava al proto-organismo?
1) Un acido nucleico a doppia elica, il DNA, con funzione di archivio per l’informazione chimica.
2) Un organello, il Ribosoma, che guida la sintesi proteica.
3) Gli RNA di trasferimento, i tRNA, che trasportano gli amminoacidi al sistema di sintesi proteica RNA-Ribosoma (post n.27).
4) Una membrana cellulare.    
Ora, la soluzione di questi quattro punti deve essere stata sicuramente sotto il controllo termodinamico. Però, mentre per la formazione del proto-organismo era evidente un considerevole aumento del caos universale, nella via verso la formazione della cellula, almeno per i primi tre punti, non sembra che ci sia un così grande aumento del caos da giustificare un passo così importante. Questo passaggio sembra più una specie di aggiustamento della macchina. Infatti, l’omeostasi, cioè la risposta del campo elettromagnetico interno e intorno al proto-organismo ai cambiamenti dell’ambiente sia interno che esterno, poteva controllare il numero di α-eliche necessarie alla sintesi degli RNA e viceversa. L’omeostasi poteva controllare anche il numero di enzimi a struttura super-secondarie o terziarie e infine permettere la diffusione, dall’esterno all’interno del proto-organismo, solo delle sostanze necessarie mancanti e mantenere il sistema in equilibrio termodinamico. Il proto-organismo aveva cioè la possibilità di auto-mantenersi.
Secondo Antonio Damasio in “Il sé viene alla mente” 2012, l’omeostasi a tutti i livelli persegue il medesimo obiettivo: la sopravvivenza degli organismi. A volere estendere tale concetto l’omeostasi doveva dedicarsi solo della sopravvivenza del proto-organismo.
Ora noi sappiamo che se il proto-organismo fosse rimasto tale esso non sarebbe sopravvissuto, prima o poi si sarebbe decomposto, ma questo il proto-organismo non poteva saperlo.
E allora, avendo la possibilità di auto-mantenersi, perché non è rimasto proto-organismo, perché ha intrapreso il cammino verso la vita?
Forse la situazione non era poi così tranquilla come si potrebbe immaginare. All’interno del proto-organismo alcuni enzimi erano, sicuramente, soggette a decomposizione o non erano funzionali.  Questi enzimi venivano dissociati da altri enzimi per recuperare gli amminoacidi. Eventuali amminoacidi mancanti venivano recuperati dall’ambiente esterno. Gli amminoacidi, all’interno del proto-organismo, diffondevano in tutte le direzioni e si assemblavano utilizzando come stampo la prima molecola di RNA che incontravano tra le centinaia presenti nel proto-organismo. Poiché l’incontro tra RNA ed amminoacidi era casuale la probabilità che gli amminoacidi avessero trovato lo stampo giusto era scarsa. Inoltre, essendo la diffusione casuale, gli enzimi potevano approdare su stampi di RNA diversi dando origine a corte molecole di enzimi di nessuna utilità. E lo stesso discorso vale per la sintesi di RNA su stampi di α-Eliche. In queste condizioni, il proto-organismo entrava in una fase di instabilità e si allontanava dall’equilibrio termodinamico raggiunto risalendo dalla fossa energetica.
 
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Insomma, per il suo auto-mantenimento il proto-organismo rischiava di rimanere vittima del caso. All'omeostasi non rimaneva che ricercare nell'ambiente prebiotico le molecole necessarie per ristabilire l’equilibrio termodinamico.
È stata quindi l’esigenza di riportare l’equilibrio all’interno del proto-organismo che l’omeostasi dà origine al DNA. Questo acido nucleico differisce dall’RNA perché i suoi nucleotidi contengono lo zucchero D-Desossiribosio al posto del Ribosio e la base azotata Timina al posto dell’Uracile. Come riporta C. Ponnamperuma in “Origine della vita” 1985, Oro e Cox hanno trovato che il desossiribosio (Destro e Levo) si forma, con un rendimento di circa il 5%, da gliceraldeide e acetaldeide in sistemi acquosi. La reazione è catalizzata da ossidi di metalli bivalenti. La Timina è stata ottenuta da Ernesto Di Mauro e Raffaele Saladino facendo reagire la formammide (HCONH2) in presenza di TiO2, ossido metallico largamente presente in natura (opera citata). Quindi, desossiribosio e Timina, anche se in piccole quantità, erano presenti, in epoca prebiotica. L’omeostasi deputata a mantenere o ripristinare l’equilibrio chimico permette, all’interno del citoplasma del proto-organismo, solo la diffusione di queste due sostanze specifiche. La presenza di Timina e D-Desossiribosio, l’immediata formazione dei tri-nucleotidi contenenti questi composti e la conseguente sintesi di corte molecole di DNA devono aver stabilizzato enormemente il proto-organismo.
Nel DNA a doppio filamento la Timina (T) si accoppia con l’Adenina (A) formando la coppia T-A, ma anche l’Uracile può formare coppie U-A. Tutto ciò può significare che il campo elettromagnetico di un tri-nucleotide contenente la Timina è simile al campo elettromagnetico contenente l’Uracile, e che i tri-nucleotidi contenente T codificano gli stessi amminoacidi dei tri-nucleotidi contenete U. Questo ci porta a concludere che la formazione di corte molecole di DNA sia avvenuta su stampi di α-Eliche. Tali molecole saranno state saldate insieme da enzimi presenti nel proto-organismo. La comparsa del DNA deve aver innescato immediatamente la separazione delle funzioni con il DNA depositario dell’informazione genetica e l’RNA delegato alla traduzione del messaggio in proteine che veniva generato solo quando necessario. Alcuni RNA liberati dal ruolo di depositari dell’informazione genetica assunsero il compito di tRNA, mentre altri si aggregarono dando origine ad un primitivo Ribosoma di RNA. Nasce quindi un sistema di traduzione del messaggio in proteine basato su RNA, tRNA e Ribosoma.
Ma perché l’RNA, libero dal ruolo dell’informazione genetica, trascritto in modo specifico, non ha continuato a sintetizzare le proteine attraverso un’interazione diretta, perché si è scelto di utilizzare tRNA e Ribosoma?
Come abbiamo ipotizzato nel post n. 27, in epoca prebiotica doveva esistere una interazione diretta tra un tri-nucleotide e un amminoacido specifico dell’α-elica, un sistema chimico-fisico di riconoscimento e complementarietà. Questo significa che se le α-Eliche hanno sintetizzato molecole di RNA, queste ultime hanno sintetizzato le α-eliche.
Ma un sistema diretto di riconoscimento e complementarietà, tra tripletta di basi e amminoacidi, funziona esattamente come un sistema bifasico. Tra la molecola di RNA e la soluzione si genera un doppio strato elettrico che dipende dalla tensione interfacciale, (post n. 20). In un tale sistema, piccolissime tracce di tensioattivi alterano la tensione interfacciale e quindi il potenziale elettrocinetico. Le piogge contenevano sicuramente un gran numero di molecole dannose e qualcuna riusciva certamente a ingannare il campo elettrico intorno al proto-organismo. Una sola molecola estranea, che si interpone nell’interfaccia RNA soluzione cioè tra tripletta di basi e amminoacido, altera completamente il segnale elettrico di tale sistema. L’amminoacido specifico non riconosce il suo tri-nucleotide, la sintesi proteica si blocca ed è la fine.
Per mantenere l’equilibrio, urgente era quindi il montaggio di un sistema più elaborato per la sintesi delle proteine. Un sistema robusto fondato sull’interazione tra codone e anticodone, che avrebbe certamente rallentato la sintesi proteica ma che l’avrebbe resa più sicura. Appare quindi il sistema basato su RNA, tRNA e Ribosoma, che con la comparsa del DNA riportano il sistema all’equilibrio, ma l’insieme del proto-organismo diventa più complesso.
Tale complessità è dovuta anche al fatto che complessi sono diventati alcuni processi all’interno del proto-organismo. Per esempio: la replicazione del DNA, Il sistema DNA-proteine per l’espressione di un gene in RNA, la sintesi delle proteine attraverso il sistema RNA-Ribosoma-tRNA.  Ora, pur nel quadro del disegno generale ognuno di questi processi opera in modo autonomo. Questo fa supporre che ognuno di questi processi sia un sotto-insieme con un proprio campo elettromagnetico ed una omeostasi di sotto-insieme. Ma allora, come potrebbe funzionare il proto-organismo?
Immaginiamo che all’interno di un sotto-insieme una proteina si decompone e come conseguenza di tale decomposizione il suo campo elettromagnetico cambia. Il nuovo campo comunica ad sotto-insieme DNA-proteine di esprimere il gene specifico per quella proteina in RNA. La presenza del nuovo RNA, attraverso il suo campo elettromagnetico, aziona il sistema tRNA-Ribosoma che sintetizza la proteina. Si crea quindi una rete di sotto-insiemi interdipendenti, tutti, necessariamente, in coordinazione sinergica con il campo elettromagnetico del proto-organismo che regola l’equilibrio dell’insieme.
In riferimento alla cellula Paul Davis “Da dove viene la vita” 2000 scrive: «Le innumerevoli molecole specializzate di cui dispone, molte delle quali si trovano solo all’interno degli organismi viventi, sono già di per sé enormemente complesse. Esse eseguono una danza di squisita perfezione, orchestrata con sorprendente sincronia. Di gran lunga più elaborata del più complicato balletto, la danza della vita che coinvolge innumerevoli attori molecolari in coordinazione sinergica. Eppure è una danza senza traccia di un coreografo; nessuna intelligenza, nessuna forza mistica, nessuna entità cosciente fa entrare in scena le molecole al momento giusto, sceglie gli interpreti più adatti, chiude i cerchi, separa le coppie, fa muovere il tutto. La danza della vita è spontanea, si crea e si sostiene da sé». E Duranti Marcello in: “Introduzione allo studio delle proteine” 2015 aggiunge: «La sinfonia della vita è suonata da un’orchestra di decine di migliaia di elementi senza direttore. Ogni proteina segue il suo pezzo in modo corretto e al momento giusto».
Ma forse la danza della vita non è spontanea, esistono coreografo e direttore: è il campo elettromagnetico intorno e interno al proto-organismo che avvolge ogni molecola, i sotto-insiemi e tutto il sistema. È il campo elettromagnetico dell’insieme del proto-organismo che dirige l’orchestra e mantiene l’equilibrio sotto il controllo termodinamico. Esso, per mantenere questo equilibrio, innesca reazioni, aggrega molecole, comanda sintesi e coordina i tutti processi.
Quindi la danza della vita non è spontanea nel senso che non esiste coreografo. Essa è spontanea nel senso che il processo è spontaneo, cioè sotto il controllo termodinamico.
L'aumento della complessità necessita di un numero sempre maggiore di composti da reperire nell'ambiente circostante, in particolare amminoacidi per la maggiore necessità di enzimi.
Sorge quindi, ben presto, un altro problema: l’elevato numero di proto-organismi complessi, contenuti nelle masse argillose, inizia a depauperare l’ambiente e i composti a disposizione diminuiscono sempre di più. L’omeostasi deputata a mantenere la sopravvivenza del proto-organismo deve andare a procurarsi i composti necessari. Però, il proto-organismo è di fatto un gel, che anche se tenuto insieme da un campo elettromagnetico interno e intorno ad esso, gode sempre della protezione delle pareti della nicchia. Abbandonare la nicchia senza una nuova protezione significa, per il proto-organismo, disperdere tutto il suo contenuto semifluido nell’ambiente, cioè la fine. Si rende necessaria una protezione che si sostituisca alle pareti della cavità, che avvolga il proto-organismo e gli permette di muoversi liberamente, in una parola: una membrana.
La comparsa della membrana segna un salto epocale: Il proto-organismo si trasforma in proto-cellula e diventa autonomo; siamo ad un passo dalla vita.   
Anche se forse non sapremo mai come in realtà sono andate le cose, è fondamentale analizzare bene questo passaggio epocale e trovare tutti gli indizi necessari di un possibile percorso.
Partiamo allora da Christian De Duve “Alle origini della vita” 2008: «Nelle cellule attuali le membrane non hanno mai origine ex novo; esse si sviluppano per accrescimento, ossia attraverso l’inclusione di nuove molecole in un tessuto preesistente. Le membrane, quindi, vengono da membrane preesistenti, legate da una filiazione ininterrotta con una membrana ancestrale che potrebbe risalire fino ai primissimi tempi della vita sulla Terra». Questo non significa che le attuali membrane siano membrane ancestrali. Significa che le attuali membrane hanno lentamente sostituto le membrane ancestrali al crescere delle capacità metaboliche della cellula, ma la loro natura doveva essere simile. I componenti delle attuali membrane sono i fosfolipidi, composti formati Glicerolo cui sono legati un residuo fosforico (testa) e due lunghe catene di acidi grassi che contengono 15-17 atomi di carbonio legati con atomi di idrogeno (coda).

Ora, mentre la testa per la presenza di cariche elettriche è solubile in acqua, la coda non lo è, ma si può legare con le code di altre molecole formando doppi strati lipidici e per questa loro doppia possibilità i fosfolipidi sono denominati anfifili. Quindi, se abbiamo dei fosfolipidi in acqua, le lunghe code dei fosfolipidi, non essendo solubili in acqua (idrofobiche), aumentano l’energia del sistema e rendono la soluzione instabile. Senza scendere troppo nei particolari, il legame tra le code e la formazione dei doppi strati lipidici è un processo spontaneo che aumenta il caos universale ed è quindi sotto il controllo termodinamico.  
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I doppi strati lipidici possono formare vescicole separando l’interno dall'esterno e le teste del fosfolipide si legano all'acqua interna ed esterna alle vescicole.
In “Origini: l’universo, la vita, l’intelligenza” a cura di Bertola, Calvani e Curi 1994, nel capitolo Origini della vita, André Brack scrive: «Gli acidi grassi sono noti per formare delle vescicole quando le catene idro-carboniche contengono più di dieci atomi di carbonio. Tuttavia, le membrane ottenute con questi semplici anfifili non restano stabili in una grande varietà di condizioni. Lipidi neutrali stabili possono essere ottenuti condensando gli acidi grassi con il glicerolo. Gli acidi grassi possono pure essere associati al glicerolo-3-fosfato con buone rese. Così, la maggior parte degli attuali fosfolipidi può essere ottenuta in condizioni semplici (Deamer e Orò 1980). Si deve tuttavia notare che gli acidi grassi sono fatti di monossido di carbonio e idrogeno a temperature (450°C) che è improbabile siano esistite sulla Terra primitiva». Ma come riporta Christian De Duve (opera citata) proprio Deamer ha trovato, nel meteorite di Murchison sostanze anfifile capaci di formare vescicole.

https://it.wikipedia.org/wiki/Liposoma

Una di queste sostanze sembra essere un acido grasso contenete nove atomi di carbonio che preparato artificialmente e in certe condizioni sembra formare vescicole. Tale possibilità rileva ancora De Duve è rinforzata dal fatto che Hanczyc e al. 2003 hanno osservato la formazione di vescicole di acidi grassi catalizzate dall’argilla.
Numerosi sono ormai anche gli esperimenti che dimostrano come,
all’aumentare della concentrazione di acidi grassi o loro derivati, denominati anche surfattanti, le vescicole prima aumentano di volume e poi si dividono, imitando la divisione cellulare. Inoltre, le membrane degli attuali organismi viventi non sono costituiti soltanto da fosfolipidi ma contengono anche un numero elevato di proteine. Queste ultime oltre ad avere funzioni strutturali sono impiegate come trasportatori di materia dall’interno all’esterno della cellula e viceversa, mentre altre contengono recettori che svolgono una funzione importante nella comunicazione tra i due lati della membrana. Inoltre, molti ricercatori hanno messo in evidenza come alcune vescicole presentano anche una permeabilità selettiva.
In definitiva esiste la possibilità che in epoca prebiotica siano esistiti composti capaci di dare origini a vescicole.
Ma come sono andate veramente le cose.
È probabile che all’inizio siano state le proteine, in superficie, a costituire una membrana che si limitava a presidiare l’entrata della cavità. Queste proteine dovevano contenere rudimentali recettori e comunicavano all’omeostasi lo stato dell’ambiente circostante. Ora molte proteine contengono nella loro molecola tratti anfifili e questi devono essersi legati con sostanze anfifile esistenti nell’ambiente. Come vedremo più avanti è molto probabile che queste sostanze fossero già corte molecole di fosfolipidi vista la possibilità, come sostiene Brack (opera citata), di ottenerli anche in condizioni semplici. Per la necessità di lasciare la cavità alla ricerca delle sostanze necessarie alla sopravvivenza, l’omeostasi associa alle proteine che presidiavano la cavità sempre più fosfolipidi dell’ambiente circostante, fino a formare una rudimentale membrana, catalizzata dall’argilla, che avvolge tutto il proto-organismo. Le proteine che presidiavano la cavità devono essere state distribuite su tutta la superficie della membrana. La formazione della membrana formata da fosfolipidi e proteine è un processo spontaneo, come la formazione di vescicole, perché aumenta il caos universale ed è quindi sotto il controllo termodinamico. Essa è molto flessibile e può muoversi con facilità tra i granuli di argilla alla ricerca di nutrimento. Il proto-organismo diventa proto-cellula che, capace di muoversi autonomamente, abbandona la cavità.
Ma perché proprio i fosfolipidi?
 I principali polimeri, proteine, acidi nucleici, polisaccaridi, lipidi, sono costituiti da composti le cui molecole presentano una forma Destro ed una Levo. Ma nel mondo biologico solo una di queste forme viene utilizzata: o il Destro o il Levo. Per esempio, nelle proteine vengono utilizzati amminoacidi della forma Levo, mentre negli acidi nucleici gli zuccheri sono della forma Destro.
In diversi articoli abbiamo già richiamato il fatto che gli amminoacidi sono chirali, in altre parole, essi non sono costituite da una sola molecola ma due molecole (50% Destro e 50% Levo) di cui una è l’immagine speculare dell’altra.  Ogni atomo o gruppo atomico che costituisce le molecole presenta legami covalenti polari e di conseguenza è un dipolo. Ora, se la forma D è l’immagine speculare della forma L, anche i dipoli della forma D saranno l’immagine speculare dei dipoli della forma L. Poiché la molecola ha una struttura spaziale, a livello molecolare l’andamento dei dipoli delle due differenti strutture si possono immaginare di forma elicoidale, una orientata verso destra e l’atra verso sinistra. A ciascuna di queste molecole è associato un campo elettromagnetico le cui linee di forza hanno un andamento elicoidale. I campi elettromagnetici associate alle due forme devono necessariamente uno l’immagine speculare dell’altro.
Per semplificare, abbiamo qualche volta associato alla forma Destro un campo elettromagnetico ad andamento elicoidale destro e alla forma Levo un campo elettromagnetico ad andamento levo.
In realtà, nessuno ha mai studiato l’andamento di tali campi. Può essere che l’andamento destro del campo elettromagnetico corrisponda realmente alla forma Destro ma può, altrettanto bene, corrispondere alla forma Levo. Ciò che noi possiamo dire è che se due campi elettromagnetici elicoidali si associano vuol dire che i loro andamenti si complementano.
Perché questa precisazione? Perché i fosfolipidi componenti la membrana sono chirali, cioè presentano una forma Destro e una Levo. Ora, nei batteri e negli organismi superiori viene utilizzata la forma Levo: cioè un acido grasso legato a L-Glicerol 3 fosfato. In un’altra famiglia (più precisamente dominio) di batteri, gli archeobatteri, le code dei componenti della membrana sono catene di alcoli legate a D-Glicerol 3 fosfato, cioè la forma Destro.  Come abbiamo più volte evidenziato, il campo elettromagnetico intorno al proto-organismo deve risultare necessariamente elicoidale, asimmetrico. Ora, in epoca prebiotica, oltre all’acido grasso legato a L-Glicerol 3 fosfato (forma Levo), doveva essere presente anche la sua immagine speculare, il D-Glicerol 3 fosfato (forma Destro). Se nei batteri e negli organismi superiori è stata scelta la forma L, e negli archeobatteri la forma D, vuol dire che i loro campi elettromagnetici si complementano con l’andamento elicoidale del campo elettromagnetico intorno al proto-organismo. La membrana, risulta quindi saldamente ancorata al campo elettromagnetico del proto-organismo e assicura che i componenti di quest’ultimo non si disperdano nell'ambiente. La figura mostra il proto-organismo avvolto da una membrana le cui teste asimmetriche sono riprodotte in verde, mentre in blu sono rappresentate le proteine di superficie.
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Nello stesso tempo, poiché le teste asimmetriche dei componenti della membrana sono sia interne che esterne, essa trasferisce all'esterno l’asimmetria del campo elettromagnetico intorno al proto-organismo: la proto-cellula è asimmetrica. Se non esistesse il campo elettromagnetico del proto-organismo, la membrana non avrebbe nessun ancoraggio e abbandonata la cavità, alla minima perturbazione, membrana e proto-organismo si separerebbero disperdendosi. Ma se le cose stanno così, vuol dire che l’ipotesi del campo elettromagnetico interno e intorno al proto-organismo è un’ipotesi verosimile.
La proto-cellula, però, non è ancora la cellula. Mancano due passaggi fondamentali verso la vita: l’origine della duplicazione cellulare e l’origine delle mente.
                                                                                                                     
                                                                                          Giovanni Occhipinti


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