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Titolo: una domanda di esobiologia

Scusate, ma perché la vita dovrebbe essere dovunque a base di carbonio? 
Perché č cosě sulla terra?
E ci sono anche altre ragioni piů convincenti, di questo limite cosě stretto 
alla fantasia, o caso che sia?
Grazie
                                    Fernando 

 alla fantasia, o caso che sia?
Non so se si può definirla prova, ma di fatto le principali regole sul 
legame chimico delucidate da Linus Pauling sono valide anche in 
esoreperti di comete provenienti dai sistemi esterni al nostro. Ossia i 
pochi frammenti di macromolecole organiche (nell'accezione di composti 
del carbonio) trovate in essi o su di essi si basano sulla chimica del 
C, con le stesse regole che valgono sul nostro pianeta.
Poi se vogliamo parlare di vita organizzata è un'altra faccenda: magari 
esiste ma è così lontana che non basta l'eternità per raggiungerla e 
quindi non entreremo mai in contatto.
Però una forma di vita basata - ad esempio - sul silicio, che appartiene 
allo stesso gruppo del carbonio, periodo immediatamente sottostante, non 
è possibile, perché i legami covalenti che si formano sono di così alta 
energia che termodinamicamente risultano stabilissimi, infatti i 
silicati sono i principali componenti delle rocce. Immutabili. E 
l'immutabilità non è conveniente per una struttura che deve essere 
necessariamente plastica (pensa ai meccanismi di compenso delle 
mutazioni...). Insomma: alla fine l'unico elemento che è covalentemente 
forte da resistere a livello strutturale ma sufficientemente dinamico da 
adattarsi in quei processi che chiamiamo evoluzione è proprio il mitico 
carbonio!
Ciao
-- 
Andrea
***
Ci sono libri pericolosi
che non vanno aperti impunemente.
(Viktor Fargas - bibliofilo,
da "La Nona Porta" di R. Polanski - 1999)
La Ricerca è sempre faticosa,
richiede una enorme attenzione
e non rende ricchi: quindi può solo
essere amata.
(V. Erspamer)

  [cut]
Allora... innanzitutto complimenti per il nick :DD
Poi, una domanda idiota: ma non si potrebbe "creare" un atomuccio simile 
al carbonio, così, tanto per sfidare un po' Dio?
Perf.

 
...a proposito...lo sapete che l'elemento 110 l'hanno creato proprio a pochi
Km da casa mia, è il famoso Darmstadtium... (Ds) :-))))
L'hanno 'creato' qui alla Gesellschaft für Schwerionenforschung manipolando
il Piombo e il Nickel  (Pb + Ni) 

John ha scritto:

Ao, ma do' abiti?!? Complimenti solo per averlo scritto, quel nome :)
Comunque, sul mio "invito alla biologia", non ce sta il dermstadium... 
la tavola arriva solo a 109, che rosicata! Comunque, il libro è vecchio, 
del 2003... quando se lo so inventati il dermstadium?
Perf.

 al carbonio, così, tanto per sfidare un po' Dio?
A che pro?? Un atomuccio simile al C, con le proprietà chimico-fisiche 
del C è... il carbonio! oppure variando leggermente raggio atomico e 
guscio esterno cadi nel periodo immediatamente precedente o successivo 
quindi ti ritrovi con atomi che già esistono in quei paraggi.
Altra cosa, invece, è andare avanti nei gruppi e vedere se ci siam 
dimenticati di altri atomi che non sono compresi nelle caselle attuali 
della Tavola Periodica.
Eh, il buon vecchio Dmitrij Ivanovic Mendeleev c'aveva preso già secoli 
or sono...
Se proprio vogliamo "sfidare Dio" possiamo dedicarci, invece, alla 
costruzione di aggregati sopramolecolari attualmente non previsti in 
Natura - ma sempre sulla base della chimica del C - che hanno anche 
funzionalità meccanicistiche: è quello che sta facendo una nuova 
generazione di chimici che si dedicano alla Chimica Supramolecolare. 
Ecco un link interessante: 
http://dcssi.istm.cnr.it/CORSO%20IPERTESTUALE/Supramolecolare/indexgen.htm


 una, per giunta da addetto ai lavori, mica da 'gnurant come me :(
Come inutile?!? Hai integrato benissimo, io mi son tenuto sul generale 
nella mia risposta.



integro le risposte che altri ti hanno gia dato con qualche cenno di 
chimica for dummies, senza tecnicismi o altro, per rendere il discorso 
scorrevole.
Il carbonio ha una configurazione elettronica esterna particolare, che 
lo porta ad avere la possibilita' di formare quattro legami "forti" di 
tipo covalente. Questa e' un'ottima proprieta' perche' consente al 
carbonio di formare molecole complesse aventi ben 4 "cose" ancorate a 
se, e per giunta la cui distribuzione puo' cambiare dando luogo a 
molecole "speculari". Il tutto produce una enorme varieta', molto 
importante per la vita che si basa sulla competizione e sulla variabilita'.
Non e' l'unico elemento, tuttavia, ad avere questa caratteristica, 
condividendola col silicio e con tutti gli altri elementi del suo gruppo 
(germanio, stagno e piombo).
La differnza sostanziale sta' nella forza dei legami. Il carbonio ha 
infatti solo 6 elettroni, disposti molto vicini al nucleo. I legami che 
forma con gli altri atomi sono percio molto forti per via 
dell'attrazione di cariche opposte tra nucleo del carbonio ed elettroni 
dell'altro atomo. Il silicio ne ha sedici, per cui gli elettroni 
esterni, quelli che formano i legami, sono piu' lontani e meno attratti 
dal nucleo, per cui i legami covalenti che forma sono meno "forti". Il 
risultato e' che lunghe catene  di silicio si spezzano facilmente, 
mentre le catene di carbonio, che danno biomolecole enormi come DNA e 
proteine, sono salde.
Insomma, no, in questo universo non conviene usare il silicio o peggio 
il germanio se si vuole avere organismi complessi.

 Perf.
L'hanno inventato nel 1994 ma lo chiamarono dapprima 'Ununnillium' (1-1-0). 
Il 15 agosto 2003 fu accettato col nome Darmstadtium dall'International
Union of Pure and Applied Chemistry.
Il 22 Aprile 2005 (il giorno del mio compleanno  <hehehehe>) fu accettato
internazionalmente Darmstadtium e messo con quel nome nella scala degli
elementi. (Wikipedia)

 Apx.
Cioè ??? anche tu di Darmstadt ??? Nooooo, non ci credo.... !!!

 Il 22 Aprile 2005 (il giorno del mio compleanno  <hehehehe>) 
E' inutile che lo sottolinei: tanto mica facciamo la colletta per 
finanziare i tuoi esperimenti come regalo... ;-)


 Ciao
Perf.

> Cioè ??? anche tu di Darmstadt ??? Nooooo, non ci credo.... !!!
Fai bene a non crederci :P Rispondevo infatti a Perfidous che scrive con
accento romano. Non posso mettere piede in Germania - la grande Madre
della cultura europea - perché sono troppo complessato col tedesco e sarei
tagliato fuori da tutto. Dovrei avere il coraggio di passarci un annetto o
due facendo figure di merda quotidiane per impararlo decentemente...
ciao ciao (da Roma naturalmente)
Apx.
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 il germanio se si vuole avere organismi complessi.
Aggiungerei che se fosse possibile la formazione di organismi viventi a
base di silicio questi si sarebbero già formati sulla terra vista
l'abbondanza (21%) del silicio nella crosta terrestre, invece gli unici
organismi che utilizzibo il silicio sono le diatomee che impiegano silice
per la parete cellulare, per tutti gli altri sembra non avere nessuna
importanza.


 base di silicio questi si sarebbero già formati sulla terra
Un rettile, prima della comparsa di Uccelli e Mammiferi, avrebbe potuto
fare lo stesso ragionamento dicendo: «se fosse possibile la formazione
di organismi viventi omeotermi questi si sarebbero già formati sulla
Terra...» ;-)
-- 
Ci sono 10 tipi di persone: quelle che capiscono il
sistema binario e quelle che non lo capiscono.

 
...acc......non ha funzionato....  :-)

 
EPPURE è così facile ..... e GRATIS !!!
Si fa così : ti metti una radio (o meglio una TV) accesa tutto il giorno su
un canale tedesco, e la lasci lì, sempre accesa, che ti faccia 'compagnia'.
Oggi si puo' fare. Con Astra hai a disposizione tutti i principali canali
tedeschi !
Senza fare nientaltro. Senza scervellarti sopra niente. In sei mesi cominci
a 'capire' e 'farti capire' in tedesco. Ti giuro !!
E come credi che abbia imparato il tedesco io i primi mesi, in un ambiente
internazionale dove era obbligo parlare e scrivere 'ufficialmente' solo
l'inglese,  e il tedesco dovevi usarlo solo per andare a far la spesa al
supermercato ??? Dove il 90% delle persone che incontravi ogni giorno era
straniero (cioè non-tedesco ???)
...e se hai bisogno di aiuto extra, io sono qui... 
(e non sono l'unico che scrive in questo NG dalla Germania...) :-))))

 [cut]
Anvedi!! Funziona davvero il metodo della radiolina? Datemi tre o 
quattro anni, divento un poliglotta cazzutissimo >:((((((
Ciao!
Perf:)

 
se e' vera la faccenda dei replicatori a base di argilla di cui parla 
anche dawkins nell'orologiaio cieco penso che il tuo paragone non regga

 anche dawkins nell'orologiaio cieco penso che il tuo paragone non regga
Uh? In che senso? Comunque la mia non era una difesa della possibilità
di una vita basata sul silicio, ma una contestazione dell'argomento di
Beldin.


Perfidious wrote:

Ti giuro che funziona....ehm....a patto che resti nella stessa stanza
abbastanza a lungo....
Non funziona se la radio (o TV) è in cucina e tu sei la maggior parte del
tempo in soggiorno !!!
Comunque io ho provato con la TV. Perchè almeno c'è una relazione
tra 'informazione visiva' e 'informazione auditoria'.
Solo con la radio ho paura che non funzionerebbe troppo.
Io mettevo una piccola TV in cucina o dove ero, mentre facevo i lavori di
casa (vivevo solo).
Ti giuro che funziona !
La cosa migliore è qando fanno film che tu conosci giá perchè li hai visti
nella tua lingua.
Dai tempo al tempo e vedrai che 'assimili' la lingua senza accorgertene.
Ovviamente se segui qualche corso serale o se hai una amica tedesca aiuta
molto... :-)))
:-)))

 invece gli unici organismi che utilizzibo il silicio sono le diatomee 
Beh, non solo. Anche le piante vascolari utilizzano silicati e 
carbonati: ogni volta che tocchi un'ortica o che ti graffi con il fusto 
o le foglie di un'erbacea hai sperimentato l'efficacia di microspine 
rinforzate con tali composti minerali, concepite proprio come difesa 
contro i grossi erbivori.


 carbonati
Ci sono anche le spugne silicee, che hanno un bellissimo nome che ora non
ricordo :-)
Danilo
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 ricordo :-)
Hexactinellida, ecco :-)


 della cultura europea -
  eh no, eh no...... la grande madre della cultura europea è il sud Italia:
qui nasce la logica e la metafisica (Parmenide); l'analisi matematica
(Zenone); l'astronomia matematica e la cosmologia scientifica (Filolao di
Taranto); l'anatomia scientifica (Alcmeone da Crotone); la musicologia
(Aristosseno da Taranto); la meccanica applicata (Archita di Taranto); la
fisica (Empedocle di Siracusa); la matematica (Archimede di siracusa)
 e tante altre belle belle cose :-)
  mi


 e tante altre belle belle cose :-)
Cerrrrto ma nel mio immaginario quello di cui parli è la culla della Civiltà 
occidentale in senso più vasto. Io avevo piuttosto in mente un periodo un 
po' più vicino a noi. Penso ai grandissimi musicisti - la musica è la mia 
grande passione, sopra tutte le altre - che sono stati tedeschi, i grandi 
filologi e parecchi grandi filosofi e anche nello specifico delle scienze 
non sono secondi a nessuno. Io a tempo perso (anzi, fin troppo visto quanti 
pochi esami ho dato e credo lascerò) sono iscritto a lettere e se ci 
aggiungi la musica per me è inevitabile identificare il centro irradiatore 
della cultura con la Germania. Certo, non sono così sciocco da non vedere la 
complessità euroasiatica della faccenda ma che ti devo dire... ho una 
particolare risonanza con i tedeschi, la loro precisione, il loro amore per 
la cultura, profondità di pensiero; in media amano il nostro paese e spesso 
parlano un buon italiano. Nei vari campeggi finisco sempre col fare amicizia 
più con loro che con persone di altre nazionalità... Insomma, più una cosa 
del cuore che altro.
ciao ciao
Apx. 

 Terra...» ;-)
Non credo che l'argomento sia conclusivo. Il fatto che nessun organismo
terrestre funzioni usando composti a base di silicio (e nemmeno di
alluminio, altro elemento abbondantissimo nella crosta terrestre) porta a
pensare che le proprietà di questi due elementi siano tali da non renderli
adatti per le molecole biologiche. Mi sembra un discorso diverso da quello
dello sviluppo dell'omeotermia.


 ricordo :-)
Avete ragione tutti e due, confesso che ho risposto un po' in fretta...
Resta però il fatto che in tutti questi casi il silicio è incorporato
sotto forma di silicati in parti di sostegno, non viene utilizzato in
parti funzionali, insomma non ci sono ensimi, tanto per fare un esempio
che abbiano bisogno di silicio per svolgere le loro funzioni  come invece
succede per elementi molto meno comuni (rame, ferro, cobalto, molibdeno,
vanadio) che sono necessari per lo svolgimento di reazioni chimiche
essenziali per gli organismi viventi.


 dello sviluppo dell'omeotermia.
L'omeotermia era un giusto un esempio come un altro. Il discorso è che
l'argomento "non può succedere perché finora non è mai successo" non mi
pare molto convincente...


 germanio se si vuole avere organismi complessi.
OK, grazie a tutti per l'interessantissima panoramica.
Si tratta senza dubbio di idee validissime, se non altro perché spiegano 
bene l'evidenza sperimentale che abbiamo davanti agli occhi.
Ma io mi domando: sono davvero sufficienti queste poche proprietà del 
carbonio ad esaurire l'intero spettro del "biopossibile"?
A me sembra un po' come se un beduino pretendesse di raggiungere il polo in 
groppa a un cammello "perché il cammello è l'animale più adatto ai viaggi 
lunghi..."
Sì, ma nel deserto!
Voglio dire che il carbonio se la cava brillantemente sulla terra, in 
presenza di ossigeno, azoto, acqua e quant'altro, a temperature fra + e - 
100 °C, pressioni fra 0 e 1100 bar ecc., ma questo ci autorizza davvero a 
pensare che dovrebbe farla da padrone anche su Saturno, su tutte le sue 
lune, e in ogni altro posto dell'universo?
Mi viene in mente quell'accademico di Francia che sosteneva che le meteoriti 
non potessero esistere "perché in cielo non possono esserci pietre", che 
anche se non è dei più calzanti,  è solo uno dei tantissimi esempi che si 
possono fare, e francamente l'estrapolazione mi sembra eccessiva anche in 
questo caso.
Ciao
                                            Fernando

 pensare che dovrebbe farla da padrone anche su Saturno... 
Mah... i dati strutturali sono evidenze e poiché si cominciano a 
ritrovare anche in reperti che vengono da molto lontano, vuol dire che 
anche laggiù, visto che si formano molecole che già conosciamo, le 
"nostre" leggi della chimica funzionano. A meno che alla NASA non siano 
tutti fregnacciari e ci stiano prendendo per il naso con i loro studi 
esobiologici... ma credo di no...
Quei dati chimico-fisici sul C rifeririti da ladybat sono relativi al 
comportamento sulla Terra, è vero; ma è anche vero che i frammenti di 
cometa che l'Uomo ha potuto studiare negli ultimi decenni, e con 
metodiche sempre più avanzate di analisi strutturale chimica, indicano 
che parti di macromolecole ritrovate (amminoacidi, catene 
idrocarburiche, anelli policiclici) sono costruite e funzionano a 
livello strutturale esattamente come sul nostro pianeta. Insomma le 
regole di Pauling sono rispettate.
Qusti frammenti, come già dicevo nell'altro post, provengono da fasce 
molto esterne rispetto al nostro sistema solare... inoltre ci sono anche 
i dati delle ultime missioni spaziali mediante sonda, missioni 
cominciate decenni fa e che ora stanno concludendosi: le analisi 
spettrali, ove hanno riscontrato molecole roganiche, indicano strutture 
in linea con le nostre.
Quindi è possibilissimo pensare che l'intero universo quando abbia 
bisogno di molecole organiche (e magari di molecole biologiche) le 
faccia esattamente come le osserviamo a casa nostra.
D'altronde l'intero Universo funziona con le stesse regole fisiche che 
valgono da noi (spero che i fisici in ascolto non mi smentiscano), 
quindi perché non dovrebbe avere le stesse regole chimiche?


 fantascienza; 
Nel senso che utilizza concetti e strumenti di discipline apparentemente 
slegate tra loro per risolvere problemi biologici, collegandoli in modo 
creativo e "fantasioso", questo sì...


 Apx.


 quindi perché non dovrebbe avere le stesse regole chimiche?
Non mi pare che Fernando alludesse a diverse *leggi* fisico-chimiche, ma
semplicemente a diverse *condizioni* fisico-chimiche.


 semplicemente a diverse *condizioni* fisico-chimiche.
Ma le condizioni sono governate da leggi. O no? Io intendevo questo...
mi sembrava che il quesito fosse: perché non si usano altri atomi per 
costruire la vita? Insomma, se il C risulta vincente qui nelle varie 
condizioni (estreme e non) e - sembrerebbe - anche altrove è proprio in 
virtù delle regole chimico-fisiche.
Quindi una vita su base silicea o germanica o stannica non sembra 
possibile alla luce delle prove chimiche raccolte e non perché stiamo 
estrapolando dati terrestri a condizioni non terrestri.


 Ma le condizioni sono governate da leggi. O no? Io intendevo questo...
Che c'entra? I campi di stabilitą di una sostanza dipendono (tra le
altre cose) da pressione e temperatura: una sostanza instabile alle P e
T della superficie terrestre, potrebbe essere stabile a diverse
condizioni. Questa era l'obiezione di Fernando.


 Questa era l'obiezione di Fernando.
Però io ho scritto che ci sono lavori in situ ed ex-situ a livello 
extraterrestre che sembrano confermare la validità della chimica 
organica terrestre (su Giove, su Saturno, dove le condizini di P e T 
sono ben diverse dalle nostre... su frammenti di meteore e comete): 
tutto sta dimostrando che lo schema chimico è comune per quei composti 
di interesse organico e biologico.


 quindi perché non dovrebbe avere le stesse regole chimiche?
Un paio di considerazioni...
Se tu definisci "organico" o "biologico" quel che è a base di carbonio,
allora è difficile contraddirti: l'organico è a base di carbonio per
definizione :-)
Ma quel che volevo dire è un'altra cosa. Io capisco i constrains della
chimica, e non li discuto. E non discuto nemmeno che le molecole lunghe e
complesse abbiano bisogno di carbonio. Quel che discuterei, semmai, è da una
parte la definizione di vita (e quindi di organico) e dall'altra che noi si
sia preparati a trovare quello che non ci aspettiamo.
Mi spiego meglio. La vita, _come noi la conosciamo_, è basata sul carbonio,
ed è chimicamente difficile o impossibile che possa basarsi su altro. Perciò
noi cerchiamo tracce della vita _come noi la conosciamo_ cercando molecole
organiche, lunghe molecole basate sul carbonio.
Ma come definiamo vita? Se la definizione implica carbonio, non c'è
problema. Se la definizione implica magari solo replicazione con errore,
allora è concepibile che esista della vita che prescinde da molecole
complesse. Cioè, io non me la so immaginare, ma la personale carenza di
fantasia non è prova d'assenza :-)
Perciò da una parte non mi sentirei di escludere una vita basata su qualcosa
d'altro, e che è organizzata in una maniera toto cielo diversa, e dall'altro
non sono poi così sicuro che noi la riconosceremmo, anche se ci sbattessimo
il naso.
Danilo


 fantasia non è prova d'assenza :-)
Ecco, proviamo a ragionare su una scoperta scientifica di alcuni annhi fa, 
poi smentita, ma anche ripresa (non conosco l'attuale situazione del 
dibattito): quella secondo cui la molecola d'acqua sarebbe portatrice di una 
qualche forma di memorizzazione.
Non importa che sia vero o no, ma che uno scenario del genere sia 
concepibile, in questo o in un altro modo. Sarebbe davvero difficile in tal 
caso non guardare al mare con sgomento, e magari inginocchiarcisi davanti 
come a una sorta di dio vivente!
L'intelligenza umana secondo la prospettiva cibernetica con cui si cerca di 
riprodurla *è* memoria e capacità di operare sui suoi dati.
Finora tale capacità, in quel contesto, è affidata agli elaboratori, che 
sono macchine di architettura molto complessa, ma costituita solo di 3 
componenti fondamentali, capaci di simulare in qualche modo le operazioni 
logiche elementari (di congiunzione, disgiunzione e negazione), detti per 
questo porte logiche.
Allo stato attuale della tecnologia tali semplici componenti si fanno con 
dei circuiti elettronici, ma ne sono stati realizzati diversi altri e se ne 
possono concepire un'infinità, posto che per il trattamento dei dati binari 
basta disporre di un "qualcosa" caratterizzato da 2 stati e da un 
dispositivo di commutazione fra l'uno e l'altro (es. un interruttore e un 
dito, o un relè).
Se quindi l'acqua fosse veramente capace di memoria, e le strutture 
chimico-fisiche al suo contorno celassero processori in grado di esprimere 
le funzioni logiche dette, cosa che non mi pare affatto inconcepibile, 
l'oceano sarebbe di gran lunga la più mostruosa intelligenza presente sulla 
terra, talmente inaccessibile a qualsiasi singolo individuo biologico da 
apparire al cospetto come una sorta di divinità.
Ma ve l'immaginate la grandiosità di una mente simile, di una coscienza in 
cui confluiscono le informazioni di ogni singola goccia di pioggia come di 
ogni singola "sonda" umana, Einstein o scemo del villaggio che sia?
Non sarebbe "vita", questa?
Certo che no, secondo la definizione di "vita" che richiede ad essa di 
riprodursi, ma che bisogno ha l'oceano di riprodursi?
Per me, però, sì: vita a base di idrogeno e ossigeno invece che del carbonio 
necessario ai "bioni" come noi... Ma naturalmente il quadro sarebbe più 
complesso e grande, e ci sarebbe bisogno di una cornice nuova.
Ciao
                                              Fernando

 riprodursi, ma che bisogno ha l'oceano di riprodursi?
A questo proposito consiglio la ri-lettura (è stato scritto nel 1957)  di 
'La Nube Nera' di Fred Hoyle.... :-))))
Bellissimo science-fiction !! :-))