Teoria sull'Origine, l'Evoluzione e la Natura della Vita

Il Giornale Onlinedi Erik D.Andrulis © 2012
(traduzione parziale del documento scientifico Theory of the Origin, Evolution, and Nature of Life)

Dipartimento di Biologia e Microbiologia Molecolare, Case Western Reserve University School of Medicine, Wood Building, W212, Cleveland, OH 44106, USA; E-Mail: -email-.

Abstract: la vita è un puzzle irrisolto estremamente complesso. Nonostante il significativo progresso teorico, le anomalie sperimentali, i paradossi e gli enigmi si sono rivelati limitazioni paradigmatiche. Gli avanzamenti della comprensione scientifica richiedono, di conseguenza, nuovi modelli che risolvano i problemi fondamentali. In questo documento presento una cornice teorica che combacia economicamente con l'evidenza accumulata dall'analisi della vita. Questa teoria si basa su un modello diretto e non-matematico e propone spiegazioni uniche, ma empiricamente coerenti, per i principali fenomeni, includendo, ma non limitandosi a, la gravità quantistica, le transizioni di fase dell'acqua, il perchè i sistemi viventi siano in modo predominante di tipo CHNOPS (carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo), l'omochiralità degli zuccheri e degli amminoacidi, l'adattamento omeoviscoso, il codice in triplette e le mutazioni del DNA. Il contesto teorico unifica i reami macrocosmici e microcosmici, convalida le leggi predette della natura e risolve il puzzle dell'origine e dell'evoluzione della vita cellulare nell'universo.

Introduzione

Come la vita si conformi alla seconda legge della termodinamica, ma si complessifichi evolutivamente e mantenga il suo ordine intrinseco, è un mistero fondamentale in fisica, chimica e biologia [1]. Risolvere questo problema richiede una conoscenza interdisciplinare e una consapevolezza delle teorie convenzionali, specialmente quelle riguardanti l'origine e l'evoluzione della vita. Piuttosto che fornire una rassegna completa della letteratura, introduco alcune di queste idee e ne evidenzio le limitazioni. L'ipotesi della panspermia ha molte forme, alcune delle quali suggeriscono che la vita sia iniziata da qualche parte nell'universo e poi arrivata sulla Terra grazie al trasporto cometario, meteorico o planetario [2,3]. Il problema con questo gruppo di modelli, è che non spiega, in modo empiricamente completo e coerente, l'origine molecolare della prima cellula e quindi evita il problema che necessita di soluzione. L'ipotesi del brodo primordiale, conosciuta anche come modello Oparin-Haldane, dice che durante la primordiale evoluzione della Terra, un'atmosfera ridotta abbia fornito il corretto ambiente per la formazione dei composti organici fondamentali [4,5]. Anche se il modello del brodo è maturato nelle decadi recenti, mostra difficoltà nello spiegare le esatte condizioni dell'atmosfera primordiale della Terra e il modo e l'ordine d'emersione dei sistemi polimerici.

Nella teoria del mondo a ferro-zolfo, si assume che la vita primitiva sia iniziata come base minerale nei venti idrotermali marini e profondi; le reazioni di ossido-riduzione hanno fornito l'energia chimica per l'emergere della vita cellulare [6]. Tuttavia, questo modello non spiega l'origine dell'informazione genetica, dei sistemi di membrana o la complessificazione o diversità della struttura cellulare. Infine, l'ipotesi del mondo a RNA (acido ribonucleico), dice che i sistemi genetici basati sui ribonucleotidi, si siano evoluti prima delle proteine e dell'acido desossiribonucleico (DNA). Questa ipotesi non si adatta molto bene al dogma centrale e non è capace di risolvere precisamente come l'apparato di traduzione, il codice genetico e i percorsi biometabolici si siano evoluti [7-9]. In breve, non è emerso un consenso comune sul modello della vita. Di conseguenza, per capire cosa sia la vita e come funzioni, gli scienziati necessitano di una teoria scientifica accurata. L'obiettivo di una teoria scientifica, è produrre una struttura formale, in cui il mondo naturale viene modellato per spiegare, predirre e controllare i sistemi, gli eventi e gli oggetti.

Nella misura in cui le scienze fisiche, chimiche e biologiche sono vere, la realtà fisica e la vita stessa modellano di riflesso tale teoria scientifica; tautologicamente, il mondo naturale è sottostante a detta teoria. Diversi investigatori hanno descritto cosa sarebbe necessario per una teoria bioscentifica unificante [1,10-24]. La teoria corretta dovrebbe non solo spiegare il funzionamento attuale della cellula vivente, ma fornire chiarimenti sull'evoluzione della vita sulla Terra. Nella teoria qui proposta, uso l'eterodosso, ma semplice, modello giro, una spirale, un vortice, un turbine o simili modelli circolari, come nucleo concettuale per comprendere la vita. Dato che molti elementi del modello giro (giromodello) sono alieni, introduco i neologismi e termini importanti in carattere grassetto corsivo per identificarli; un lessico teorico viene presentato nella Tabella 1. L'idea centrale di questa teoria è che tutta la realtà fisica, dal cosiddetto reame inanimato a quello animato e dalla scala micro alla meso, alla macrocosmica, possa essere interpretata e modellata come manifestazione di una singola entità geometrica, il giro.

Questa entità è attraente, perchè possiede caratteristiche compatibili con la vita, è sottoposta a morfogenesi e risponde alle condizioni ambientali. Il giromodello descrive il comportamento spaziotemporale e le proprietà delle particelle elementari, dei corpi celesti, degli atomi, della chimica, delle molecole e dei sistemi come pacchetti quantizzati di informazione, energia e/o materia che oscilla tra stati eccitati e di terra, attorno ad una singolarità. La singolarità, a sua volta, modula questi stati alternando forze attrattive e repulsive. La singolarità stessa è modellata come un giro, così evidenziando l'organizzazione termodinamica, frattale e annidata del giromodello. Nel combinare l'evidenza scientifica dalla gravità quantistica alla divisione cellulare, questa teoria porta ad una comprensione della vita che mette in discussione le credenze e le definizioni tradizionali.

Modello

Lungo la storia, gli studiosi hanno usato il giro nei loro modelli. Per esempio, nell'antica Grecia, Democrito postulò il movimento vorticoso come legge di natura. Nel 16° secolo, Copernico modellò i pianeti orbitanti attorno alla singolarità stellare e Cartesio propose la sua teoria del vortice per il movimento planetario nel 17° secolo. Il 19° secolo trovò Helmholtz, riscoprire la legge di Democrito e Lord Kelvin e Maxwell, usare il giro come base di diverse teorie elettromagnetiche. All'inizio del 20° secolo, Bostick usò il giro nel suo modello elicoidale a spirale e Thomson propose che gli atomi fossero vortici ad anello. Molti altri hanno promulgato il giro come modello fondamentale della natura. Forse una ragione del loro fascino teorico, è che i giri sono rilevabili in tutto il reame cosmico e tellurico. Astronomicamente, galassie, sistemi solari, comete e corpi lunari, girano. Atmosfericamente, tornado, uragani e turbini, sono tutti giri. Oceanograficamente, esistono sette maggiori giri. Molecolarmente, numerose strutture d'acido nucleico e proteine, la doppia elica del DNA, le forcine RNA, gli pseudo nodi, le alfa-eliche, le bobine a spirale e i β-propellers, girano. Cellularmente e organicamente, le conchiglie, i corni, le antenne, i flagelli e la coclea, possiedono tutti una impronta a spirale. Dato il suo pedegree teorico, la sua ubiquità empirica e il suo carattere dinamico, il giro sembra, a posteriori, essere il primo candidato per un modello centrale dei sistemi naturali.

(n.d.t. per la parte mancante leggere il documento originale)

Conclusioni

Ho compilato e svelato una teoria unificata della vita, sperimentalmente verificabile, empiricamente coerente ed euristica. Data l'ampiezza e la profondità di questo lavoro, riassumo l'organizzazione teorica in due modi diversi. Il primo (figura 5) è uno schema da sinistra a destra, che descrive la retroazione tra e nei girosistemi. Il secondo (figura 6) è uno schema che rivela l'annidamento e la commutazione chirale del giro. Questi due schemi forniscono prospettive complementari sull'origine della vita cellulare, sul come evolva, esista e funzioni.

Soluzioni teoriche, limitazioni e aspettative

Nonostante siano nate alcune teorie che modellano la cellula e l'origine della vita [745-750], per quanto ne sappia, sto presentando la prima e unica teoria scientifica della vita dal quanto alla cellula vivente. Su questa base, la mia teoria è sui generis. Io affronto la correttezza della teoria, ribadisco qualche soluzione originale a problemi scientifici protratti e discuto diversi problemi relativi alla completezza. Condisco questa sottosezione con alcune predizioni teoriche.
Soluzioni. Una teoria corretta non dovrebbe solo spiegare come funzionino le cose, ma spiegare perchè le cose sono come sono. Questa teoria della vita è corretta, in preciso accordo con le leggi naturali e le verità scientifiche. Il giromodello dell'origine sia della cellula vivente, che della biosfera, è corretto. La posizione evolutiva dei corpi celesti, degli elementi chimici, dei cicli biogeochimici, delle biomolecole e del materiale genetico è allo stesso modo corretto (figura 6).

Rimando il lettore alla sezione Teoria per una presentazione completa delle risposte teoriche a molte delle domande più impegnative della scienza [751,752]. Qui, per brevità, evidenzio solo una soluzione teorica per ogni girosistema. L'elettrogiro spiega la gravità quantistica, unificando la meccanica quantistica e la relatività generale in un contesto che va oltre il modello standard [753]; l'oxygiro spiega le misteriose proprietà dell'acqua [133]; il carbogyro spiega l'emersione degli idrocarburi nel mantello della Terra e nella crosta, risolvendo il dibattito sul petrolio biotico/abiotico [754]; il fosfogiro spiega perchè il fosforo sia il "collo di bottiglia della vita" [755] e i ruoli dominanti dei fosfati in biologia [756]; il ribogiro risolve il problema della nuova informazione genetica [757-759]; l'aminogiro spiega l'origine e la natura dell'apparato di traduzione, uno dei grandi problemi irrisolti della biologia teorica [488,760]; il genogiro chiarisce la corretta relazione del DNA, delle proteine e del RNA, reprimendo le proteste anonime contro il dogma centrale [761,762]; e il cellulogiro rivela che la vita ha origine in ogni biosfera dove la termodinamica dell'informazione, l'energia e la materia, accolgono e sono coerenti con le idee riguardanti la complessificazione gerarchica del e nell'universo [763].

Nell'insieme, il contesto teorico conferma quanto molti fisici teorici moderni hanno proposto: che il mondo classico è "quantum all the way" [764]. La gravità e le implicazioni di queste soluzioni sono discusse sotto.
Completezza. Nonostante la teoria rientri nei dati fondamentali e strutturali della fisica, della chimica e della biologia, come generalmente definite, non icorporo tutta l'evidenza in questi campi. Inoltre, affronto i maggiori enigmi scientifici, le anomalie e i paradossi, ma non i puzzle e le curiosità minori. In base ai tanti dati a supporto degli otto girosistemi qui presentati, mi aspetto che ulteriori dati si riveleranno redditizi e di interesse generale.
Portata. La teoria delineata in questo manoscritto è limitata in portata. Non fornisco girosistemi per modellare molta dell'evidenza scientifica relativa all'astrofisica, alla fisica delle particelle e alla cosmologia, oltre all'elettrogiro e nemmeno integro dati organismici, ecologici ed etologici oltre al cellulogiro. Predico che ulteriore applicazione del giromodello rivelerà la sua ampiezza e il suo potere esplicativo. Per esempio, dato che i teorici della complessità vedono una organizzazione unificante negli ecosistemi, nel linguaggio e nell'economia [765-767], predico che il giromodello troverà applicazioni in queste materie. Mi aspetto anche, che il giromodello risponda ai dati relativi all'ontogenesi e alla filogenesi dell'Homo sapiens. Leggi tutto ...


da Richard lun 23 apr 2012, 18:06 Stampa veloce crea pdf di questa news




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