Termodinamica (ancora…) di Luca

Per chi s’è perso le puntate precedenti.
Luca è il Last Ultimate Common Ancestor, la cellula che circa 3,8 miliardi di anni fa ha generato il resto del vivente. Salto alcuni passaggi. Dalla scoperta degli Archea negli Sessanta, si cerca di capire se discendiamo da un archeon o da un batterio.
Si parte dai gradienti che consentono gli scambi di energia tra interno ed esterno, la vita insomma. Il consenso tende verso il batterio perché la sua membrana (quasi tutta fatta di fosfolipidi) ha una porosità limitata uguale a quella delle cellule di noi eucarioti, e usa le stesse reazioni chimiche per procurarsi l’energia necessaria alla sintesi dell’adenosina trifosfato (ATP – solita canzoncina, ma va bene anche “Come on down the electron transport chain“).
Invece nel modello matematico (1) proposto da Víctor Sojo, Andrew Pomiankowski e Nick Lane dell’UCL su PLoS Biology, Luca è la madre di entrambi i domini, e si sarebbe differenziata in cellule con due tipi distinti di membrane (legami estere per gli archei, legami etere per i batteri), ciascuna con la propria pompa protonica.

Nel modello, Luca nasce su un fondale oceanico accanto a una sorgente idrotermale. Da un lato gli arrivano i protoni dell’acqua di mare, dall’altro la brodaglia alcalina della sorgente. Per prosperare e moltiplicarsi, deve soddisfare due condizioni:  l’enzima per la sintesi dell’ATP deve coprire almeno l’1% della superficie della membrana. Se questa fosse rimasta un colabrodo, si stava sul fondale ancora oggi.
La seconda condizione per sopravvivere senza un flusso di protoni bello abbondante sotto mano, è la presenza della proteina SPAP (sodium-proton antiporter) che scambia il protone+ che entra da un lato, con un sodio+ che esce dall’altro: al gradiente dei protoni ne aggiunge uno del sodio che trattiene un po’ di energia.
Siccome la SPAP c’è sulla membrana sia dei batteri che degli archei, è probabile che l’abbiano ereditata entrambi da Luca.

In open access così come il commento, raccomandati come antidoto alla Genesi basata sulla memoria dell’acqua e sulla II legge della termodinamica creazionista.

(1) Di cinetica dei flussi, ma trattandosi di bioenergetica non c’è la t nelle equazioni. Morale:

  •  There are more things in heaven and earth, Camillo, than are dreamt of in your philosophy

***

Per la dose quotidiana di bufale, da Climalteranti ci sono le ultime Zichicche.

Per la realtà su The Cryosphere, Veit Helm et al. dell’Alfred Wegener Institute pubblicano l’analisi dei dati satellitari CryoSat-2 gennaio 2011-gennaio 2014 per la Groenlandia e l’Antartide dove il lieve aumento della calotta glaciale orientale non compensa le perdite nel resto del continente. Sintesi:

  • The resulting maps reveal that Greenland alone is reducing in volume by about 375 cubic kilometres a year. The two ice sheets combined are thinning at a rate of 500 cubic kilometres a year, the highest rate observed since altimetry satellite records began about 20 years ago

con un contributo all’innalzamento del livello del mare raddoppiato rispetto al 2009.

Da collegare a questo modello di paleoclimatologia, sempre di ricercatori del Wegener, per il nord Atlantico uscito su Nature. Negli eventi di riscaldamento brusco – su scala millenaria, ma geologicamente parlando… – detti Dansgaard–Oeschger,  

  • The simulated global climate responses—including abrupt warming in the North Atlantic, a northward shift of the tropical rainbelts, and Southern Hemisphere cooling related to the bipolar seesaw—are generally consistent with empirical evidence

Nel tardo Pleistocene sarà andata come nel modello. Nell’Antropocene odierno, la cinta tropicale delle piogge sembra essersi spostata nel nord Italia insieme al raffreddamento dell’emisfero sud…

5 commenti

  1. Ma in una certa misura “Terra Verde” è stata anche una trovata pubblicitaria di chi, costretto a scappare dall’Islanda, voleva convincere altri a seguirlo.
    Credevo lo sapessero tutti, ma proprio tutti. Persino Zi’…

  2. Non possono essere matematici quei tre. Cosa sono? Autodidatti?
    “Anche un matematico si troverebbe a disagio in biologia o in chimica”: ipse dixit Franchini.

    Dopo l’editto Franchiniano, stanno smantellando il mio e vari altri centri di ricerca. Stamane ho visto una decina di PI crocifissi, rei d’avere propagandato l’eresia interdisciplinare. Dicono che la sede del NIMbus sia stata data alle fiamme, per purificare l’Università dal Tennessee dal contagio infedele. Un gruppo di resistenti della SMB s’è barricato nell’ufficio di Renee. I Franchigeni non ne avranno per molto: poveri noi.
    Io mi sto dando alla macchia. Porto con me il fucile, non m’avranno vivo, e pochi libri: il Mathematical Ideas in Biology, del falso profeta J. Maynard Smith, il Volterra, lo Strogatz. Non mi sta altro nello zaino, e ho già distrutto gli altri libri, perché non cadano nelle mani di Franchini il censore.
    Non so se riuscirò a mandarle altri dispacci.
    Viva la logistica!
    Viva Fisher!
    Viva la Biomatematica!

  3. @gvdr
    Dopo l’editto Franchiniano, stanno smantellando il mio e vari altri centri di ricerca. Stamane ho visto una decina di PI crocifissi, rei d’avere propagandato l’eresia interdisciplinare. Dicono che la sede del NIMbus sia stata data alle fiamme, per purificare l’Università dal Tennessee dal contagio infedele
    Io sono alla macchia da molto tempo.
    Fortunatamente, fin dall’inizio ho tenuto nascosta la mia vera identita’. Questo complica alquanto il lavoro agli inquisitori franchiniani.
    Ho paura che abbiano intuito che sono un laureato ma, con un po’ di fortuna, le manovre evasive che ho messo in atto dovrebbero averli confusi al punto da fargli credere che lo sono in lingue e letterature orientali.
    Ma non ne sono sicuro e vivo nell’angoscia; stamane ho sentito esclamare “A dotto’… ” e ho avuto paura di essere stato scoperto. Fortunatamente si trattava solo del giornalaio che ha continuato con “… ha dimenticato il resto”.
    Che l’abbia capito dalla stilografica nel taschino?
    Devo essere piu’ prudente e nascondere qualunque indizio di cultura multidisciplinare. Anzi: qualunque indizio di cultura, anche monodisciplinare. Meglio ridurre al minimo il rischio di essere sospettato.
    Intanto, cerco di nascondere i miei libri in posti diversi. Ovviamente, ogni sito contiene solo libri di un’unica materia. Nella speranza, temo vana, che possano scampare al rogo, se individuati.
    Sono tempi duri ma continuo ad avere un sogno; che un giorno, i figli dei chimici e i figli dei fisici possano giocare all’allegro paziente insieme.
    Sogno un futuro in cui nei dipartimenti di scienze sia consentito a un biologo di parlare con un geologo.
    Sogno che i nostri figli possano vivere, un giorno, in un mondo in cui non verranno giudicati in base al loro titolo di studio ma per le loro capacita’ di ragionare sui problemi.
    E con questa speranza che continuo la resistenza all’oppressione monodisciplinare.
    Hasta la interdisciplinariedad siempre!

    1. LOL. Qua bisogna organizzarsi. Gvdr, tu punta su Cambridge (Mass.) Pardis S. sta coordinando la resistenza con Martin N. (sì, lo so, ma è grande e grosso), qui E.K. Hornbeck tiene i contatti con Nick L. (ben piantato pure lui) e gli altri due autodidatti a Londra. Parola d’ordine: les carotes sont cuites

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