L’esperimento di Pasteur è stato considerato a lungo come la prova definitiva che la vita non si genera spontaneamente a partire da materia inorganica, ma può nascere soltanto da altra vita. Ma allora, come si è formato il primo organismo vivente?

Secondo le stime attuali, la Terra si è formata circa 4 miliardi di anni fa. Durante il primo miliardo di anni la storia del nostro pianeta è stata molto travagliata: bombardata da meteoriti e comete, riscaldata dal decadimento delle sostanze radioattive presenti al suo interno, la Terra si è trasformata in una massa fusa che successivamente si è raffreddata, sviluppando una crosta solida caratterizzata da un’intensa attività vulcanica.

In seguito a queste trasformazioni, la prima atmosfera di idrogeno è stata sostituita dalla seconda atmosfera primordiale, costituita probabilmente da monossido e diossido di carbonio (CO e CO₂), azoto (N₂) e da piccole quantità di metano (CH₄) e ammoniaca (NH₃) mescolati con vapore acqueo. Intanto, si sarebbero formati i primi oceani per condensazione del vapor d’acqua presente nell’atmosfera e per l’azione delle comete: questi corpi celesti carichi di ghiaccio, colpendo la Terra, vi avrebbero portato grandi volumi d’acqua.

In queste particolari condizioni chimico-fisiche è possibile che semplici molecole inorganiche abbiano prodotto piccole molecole biologiche. Oggi queste reazioni non possono avvenire spontaneamente, sia perché l’atmosfera attuale è ricca di ossigeno che contrasta lo svolgimento di simili processi, sia perché manca una fonte di energia adeguata nell’ambiente; 4 miliardi di anni fa, invece, le condizioni erano «ideali».

L’esperimento di Miller-Urey.

La formazione delle biomolecole da molecole inorganiche potrebbe dunque essere avvenuta nell’atmosfera primordiale, come è stato dimostrato dall’esperimento di Miller e Urey (▶figura). Stanley Miller era un giovane biochimico che lavorava come ricercatore nel gruppo di Harold Urey, premio Nobel per la chimica nel 1934. Nel 1953 i due scienziati misero a punto un esperimento per verificare se fosse possibile ottenere materia organica da composti inorganici.

Innanzitutto, essi predisposero un’atmosfera sperimentale contenente i gas che ritenevano fossero presenti nell’atmosfera primitiva della Terra: idrogeno, ammoniaca, metano e vapore acqueo. Fecero quindi passare attraverso questi gas una scarica elettrica che simulasse un fulmine; poi raffreddarono il sistema per far condensare i gas, che raccolsero in soluzione acquosa: ne risultò una sorta di brodo primordiale, l’oceano di 4 miliardi di anni fa.

Nel giro di pochi giorni il sistema arrivò a contenere molte molecole complesse, fra cui amminoacidi (i costituenti delle proteine), purine e pirimidine (i costituenti del DNA): era la prova che le componenti minime della vita potevano originarsi dalla materia inorganica.