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Storia naturale della cellula
Le più antiche cellule che si conoscono sono quelle di batteri inclusi in rocce sedimentarie datate intorno a 3500 milioni di anni fa, epoca in cui il nostro pianeta contava circa 1100 milioni anni di età. Successivi reperti hanno testimoniato che i batteri esistevano già 3800-3900 milioni di anni fa, Altre ricerche hanno poi permesso di individuare alcune sostanze chimiche
derivate dalla
clorofilla prodotta da quegli antichissimi organismi, e in particolare dai cianobatteri. A questi ultimi del resto sono dovute formazioni rocciose sedimentarie di mari poco profondi, le
stromatoliti, le più antiche delle quali risalgono a 3000 milioni di anni fa
(fig).
La comparsa di cellule di tipo diverso e più moderno, riferibili a Funghi ed Alghe può essere datata in base a materiale
fossile a circa 1600 milioni di anni fa. Infine, la comparsa di organismi pluricellulari di tipo animale può essere datata a circa 750 milioni di anni fa, mentre la comparsa di piante verdi pluricellulari risale a circa 460 milioni di anni fa.
Durante questa lunghissima storia, la cellula è andata evolvendo ed ha raggiunto livelli di complessità molto diversi, tanto diversi che non è possibile parlare di essa in modo unitario. Conviene invece considerare dapprima gli aspetti biochimici e funzionali comuni a tutte le cellule e quindi descrivere i diversi tipi che si sono succeduti nel tempo, tentando infine di comprendere come e
perché l’organizzazione della cellula si è trasformata nel tempo.
Organizzazione funzionale e biochimica
della cellula.
In ogni cellula sono riconoscibili tre compartimenti funzionali
(fig):
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il compartimento dell’informazione genetica che dirige la sintesi delle proteine e la riproduzione cellulare, consta di polimeri dell’acido desossiribonucleico (DNA) e dell’acido ribonucleico (RNA)
(1) ;
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il compartimento che presiede al metabolismo materiale ed energetico, compresa la
polimerizzazione del DNA e
dell’RNA, consta di proteine aventi funzioni enzimatiche (2);
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il compartimento che presiede agli scambi con l’ambiente esterno provvedendo selettivamente all’ingresso e all’uscita dei materiali, dell’energia e dei segnali relativi alle condizioni dell’ambiente e alle condizioni interne della cellula. Questo compartimento consta di una sottile
membrana che avvolge la cellula ed è formata da un doppio strato di
molecole lipidiche intramezzato da molecole
proteiche addette al trasporto di ioni, di micromolecole e di macromolecole.
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La cellula, infine può essere circondata da una parete cioè da una struttura inerte che ha funzione di protezione. Essa dispone anche di scorte energetiche e nutritive.
I tre compartimenti dipendono l’uno dall’altro. Infatti, il compartimento del metabolismo dipende dalla membrana cellulare per l’approvvigionamento del materiale che fornisce sia energia, sia la materia prima per le sintesi che esso opera. Il compartimento dell’informazione genetica dipende da quello del metabolismo per la sintesi degli enzimi che intervengono al momento della propria duplicazione. Quest’ultimo compartimento dipende da quello dell’informazione per i programmi di lavoro, e così via
in un susseguirsi di interazioni circolari.
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Formazioni di stromatoliti in Australia
Modello di generica cellula eucariote
osservata al M/E
Nostoc, Cianoficea molto frequente
Datazione degli eventi più significativi della storia
della vita sulla terra
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