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teorie ed esperimenti
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Esperimenti e teorie

Testi di: Tozzi Veronica, Bacci Sabrina

Disegni di: Bacci Sabrina, Belardi Agnese, Leonori Alessandro

Lavori al computer:Giacometti Federico

Sara preferisce studiare scienze

Sara, sola nella sua stanzetta, ha in mano il libro di storia ma la mente è ancora persa dietro quell'altra storia, quella di nonna Ethel. Non riesce proprio a concentrarsi e comincia a cercare tra i libri della nonna, libri che parlano di scienziati, di teorie biochimiche…

Scopre che l'uomo da tantissimo tempo, praticamente da sempre, ha avuto il desiderio di conoscere come e quando sono nati i primi esseri viventi sulla Terra e se e come, con passare del tempo, si sono evoluti.

Fin dai tempi più antichi gli uomini colti sono stati affascinati da questo "irrisolto" mistero! E' stato necessario però tanto tempo per avere una spiegazione, peraltro ancora discutibile !

Tanto tempo fa, già ai tempi di Democrito, gli uomini si erano posti il problema di come si fosse originata la vita. A quel tempo non c'erano strumenti per verificare ciò che si pensava, e i primi pensatori potevano solo osservare i fenomeni naturali e cercare di dare spiegazioni.

Per quanto riguarda esseri umani o esseri viventi di una certa grandezza, era facile vedere che essi nascevano dal corpo o dalle uova emesse dalla madre, così era evidente che nelle piante la vita si trasmetteva con i semi. Ma quando si trattava di organismi molto piccoli come insetti o vermi, i pensatori dell'epoca non riuscivano a darsi valide spiegazioni.

Il filosofo greco Aristotele (IV sec. a.C.) tentò di spiegare questo mistero.

Secondo Aristotele alcune forme di vita elementari, insetti, girini, piante inferiori, potevano nascere dalla materia inanimata: cioè si generavano spontaneamente da sostanza non vivente o da sostanza in decomposizione. Questa teoria si chiamò "teoria della generazione spontanea " o "abiogenesi", parola che significa: nascita (genesi), senza (a), vita (bio). Secondo Aristotele mescolando terra e acqua e grazie ad un misterioso soffio vitale si staccava una bollicina di materia organica che dava inizio ad un essere vivente. Così i topi potevano nascere dal grano, gli scarafaggi dall'immondizia. Aristotele, osservando uno stagno in inverno, non vedeva le rane, che però comparivano, senza un'apparente spiegazione in primavera. Questo gli fece pensare che i piccoli girini, da cui si sviluppavano le rane, nascessero dal fango.

La teoria di Aristotele, che oggi ci fa sorridere, fu accettata senza molte discussioni per molto tempo, ben 2000 anni, anche perché offriva una semplice risposta ad una difficile domanda:

"da dove ha origine la vita ?".

Per tutto il Medioevo si credette alla teoria di Aristotele e nessuno la mise in discussione.

Ma nel XVII sec. l'umanità fu scossa da un moto di rinnovamento. Durante questo periodo si cominciò a osservare, sperimentare e così le teorie accettate in precedenza venivano messe in discussione.

In biologia la prima domanda che ricominciarono a farsi gli scienziati fu: "da dove ha origine la vita ?"

Furono fatte molte altre ipotesi, fu messa in discussione la teoria di Aristotele, si cercò di fare esperimenti per verificarla.

Uno dei più importanti esperimenti del secolo fu quello compiuto del medico aretino Francesco Redi nel 1668.

Descrizione: Redi prese diversi barattoli di vetro e vi mise dentro della sostanza organica: un pezzetto di pesce, un pezzetto di carne ecc. Chiuse i barattoli in modo che non potesse passare aria. Mise sostanze dello stesso tipo anche in altri barattoli, che invece lasciò aperti.

Dopo qualche giorno si accorse che nei barattoli aperti erano entrate delle mosche ed avevano deposto le uova sulla sostanza in decomposizione. Ancora qualche giorno e nei barattoli aperti comparvero delle larve.

Nei barattoli chiusi invece le larve non comparvero mai.

Così con i suoi esperimenti, che furono ripetuti tante volte, Redi per la prima la prima volta mise in dubbio la teoria dalla generazione spontanea. Secondo Redi gli insetti non nascevano spontaneamente dalle sostanze in decomposizione ma erano le mosche che deponevano le uova, che potevano svilupparsi perché trovavano nutrimento nella sostanza in decomposizione. Aveva provato infatti che chiudendo bene i barattoli non nasceva nessun insetto. Quindi la vita non nasce spontaneamente dalla morte e dunque la generazione spontanea non esiste: ogni essere vivente nasce inevitabilmente da un altro essere vivente.

Qualche scienziato però azzardò l'ipotesi che nei barattoli chiusi non si sviluppava la vita perché mancava l'aria. Redi allora modificò il suo esperimento:

Questa volta coprì i contenitori, dove aveva messo le stesse sostanze, con una garza molto fitta in modo che potesse passare l'aria ma non le uova delle mosche. La sostanza organica andò in decomposizione, ma le larve non si svilupparono. Fu così definitivamente chiaro che le larve non nascevano spontaneamente, ma erano generate da altri insetti.

Non molto tempo dopo, nel 1675, lo scienziato Anton van Leeuwenhoek, con un rudimentale microscopio da lui stesso costruito, scoprì l’esistenza di minuscoli organismi che pullulavano nelle acque in cui era stata lasciata un po’ di sostanza organica.

La domanda che lui si pose fu: "come nascono questi organismi così piccoli, non visibili a occhio nudo ?" Si riprese la discussione e ci si domandò di nuovo:

"da dove ha origine la vita?"

Quasi tutti gli scienziati accettavano ormai l'idea che gli organismi abbastanza complessi come vermi, rane, insetti, visibili a occhio nudo avevano origine da altri organismi viventi e non da materia non vivente, ma non si spiegavano come nei liquidi ricchi di sostanze nutritive come brodi, succhi di frutta, acque stagnanti potessero vivere organismi piccolissimi e soprattutto come questi organismi potevano ripresentarsi in grande quantità una volta uccisi con il calore.

Nel 1745 un sacerdote, John Turbeville Needham, pubblicò i risultati dei suoi esperimenti sui microrganismi presenti nell’acqua. Secondo questi esperimenti era possibile che i microrganismi si generassero spontaneamente. Infatti Needham aveva chiuso ermeticamente i recipienti e precedentemente li aveva sottoposti a calore per uccidere tutte le possibili forme di vita. Nonostante ciò dopo un po’ di tempo si rivedevano i microrganismi: quindi erano nati dalla sostanza organica.

Era passato tanto tempo ma si credeva ancora nella generazione spontanea !

Dopo circa 50 anni, però un grande biologo italiano Lazzaro Spallanzani si accorse che nell’infuso preparato per l’esperimento di Needham vi erano alcune macchie scure che erano probabilmente uova dalle quali si sarebbero sviluppati i microrganismi. Guardando al microscopio per molte ore si accorse che le macchie scure si trasformavano piano piano in organismi piccolissimi. Questa sua ipotesi fu confermata da altri esperimenti e alla fine giunse alla conclusione che non si trattava di generazione spontanea da materia morta, ma di un normale sviluppo di organismi da un uovo, proveniente probabilmente dall'aria intrappolata nel contenitore.

Spallanzani fece altri esperimenti per dimostrare questa sua teoria:

 chiuse ermeticamente i vasi contenenti gli infusi di vegetali o di carni e poi li riscaldò in modo da uccidere tutte le possibili forme di vita presenti nell'infuso e nell'aria. I microrganismi non si formarono più e pertanto la sua teoria sembrava aver dimostrato la verità….. ma non tutti gli scienziati erano convinti che le cose stessero veramente così.

Nel secolo successivo poi la scoperta di organismi ancora più piccoli - i batteri - di quelli presenti nell’acqua fece risorgere l’idea della generazione spontanea.

Il massimo sostenitore di questa idea fu nel XIX sec. Felix. Archimede Pouchet. Questo scienziato credette di dimostrare che i piccolissimi microrganismi che provocano le fermentazioni del vino, del latte, dell’aceto ecc…, si originassero spontaneamente.

Egli fu però smentito pubblicamente in una conferenza a Parigi nel 1864 da Louis Pasteur.

Pasteur seguì il metodo di Spallanzani, ma aggiunse ai suoi esperimenti un elemento in più. A Spallanzani infatti era stata fatta una obiezione: dal momento che nei suoi esperimenti riscaldava anche l’aria a contatto con il liquido era forse possibile che venissero cambiate le sue qualità e divenisse incapace di originare la vita ?

Per ovviare a questo Pasteur fece il seguente esperimento:

 

preparò un brodo di cottura dove uccise tutte le forme di vita con l’ebollizione e lo mise in un pallone di vetro con un collo ricurvo la cui estremità rimase aperta. Riscaldò l’aria nel pallone uccidendo le forme di vita in esso, ma non chiuse il recipiente, così che nuova aria poteva entrare; non si impediva a nessun gas necessario alla vita di arrivare fino alla coltura ma, a causa del percorso tortuoso e della sottigliezza del collo, le impurità presenti nell’aria si depositavano nel collo stesso senza raggiungere il "brodo" dove arrivava l’aria pura senza microrganismi di nessun genere. In queste condizioni nel brodo non c’era forma di vita e quindi fu confermato che senza l’arrivo di organismi vitali il brodo non generava vita.

Era passato tanto tempo ma sembrava dimostrato che ogni organismo vivente, praticamente ogni cellula, proviene sempre e soltanto da un’altra cellula.

Ma a questo punto gli scienziati si chiesero: "Se ogni organismo vivente nasce da un altro organismo vivente, quando e come ha avuto inizio la vita stessa ?"

Questa domanda appassionò gli scienziati ancora per molto tempo, e per circa per mezzo secolo non si trovò alcuna risposta.

Poi, nel 1924 in Russia venne pubblicato un libro :"La nascita della vita" di Aleksander Oparin, che accese di nuovo la discussione.

Oparin era dell'idea che sulla terra fosse avvenuta un’evoluzione che ha portato semplici composti chimici inorganici a composti complessi che servono alla costituzione delle cellule. Si apriva così un nuovo campo di studio, quello della storia dell’evoluzione chimica. Questa nuova scienza fu chiamata Biofisica.

Ma di questo Sara ha già sentito parlare !

 

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Aggiornato il: 17 dicembre 2003