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La plausibilita` della vita e i ribosomi
Redazione  

 

La recentissima uscita del nuovo libro di Marc W. Kirschner and John C. Gerhart (Harvard Medical School's - University of California Berkeley) "The Plausibility of Life: Resolving Darwin's Dilemma" (Yale University Press, ottobre 2005, qui ), ci fornisce l'occasione di fare alcune brevi considerazioni sulla "irriducibile complessità" in biologia.

Nell'annuncio stampa del libro si legge:

«Nuovo libro spiega come l'evoluzione funziona e smentisce l'intelligent design. Esso affronta un problema chiave della teoria evolutiva che ha sfidato gli scienziati a partire da Darwin, e che è sotto l'approfondito esame dei proponenti dell'intelligent design: da dove vengono i grandi "salti" nell'evoluzione? Kirschner e Gerhart mostrano che alcune propietà molecolari appena scoperte degli organismi facilitano l'evoluzione. L'origine delle "novità", lo sviluppo di nuovi complessi di parti interdipendenti che alcuni chiamano "irriducibilmente complessi" può essere compreso solo alla luce degli ultimi 20 anni di ricerca nella biologia dello sviluppo e della cellula. Sappiamo che le parti che compongono un nuovo organismo sono molto diversi dai pezzi rigidi progettati per le macchine. Diversamente, essi possono connettersi e riconnettersi in modo flessibile, usando gli stessi pezzi varie volte per realizzare nuove funzioni. Per esempio, si può pensare che una mutazione che renda il collo di una giraffa più lungo dovrebbe essere accompagnato da parecchie altre mutazioni, una che estende la lunghezza dei muscoli del collo, un'altro che allunga i vasi sanguigni e così via. Invece i muscoli crescono per raggiungere la lunghezza delle ossa e i vasi sanguigni crescono affinchè abbiano un sufficiente apporto di ossigeno. Apparentemente adattamenti molto complessi possono quindi essere ottenuti con poche, semplici mutazioni. Oggi si è capito per la prima volta che tutti gli animali usano lo stesso nucleo di processi per sviluppare la loro forma adulta. Applicando questa conoscenza all'evoluzione, gli autori mostrano come nuovi tratti emergano dai modi coi quali l'organismo è costruito: i suoi complessi meccanismi per adattarsi all'ambiente, la sua costruzione modulare, e i suoi circuiti interni che possono essere ri-specificati e riconnessi».

La speranza che "poche, semplici mutazioni" possano risolvere tutti i colossali problemi della ipotetica macroevoluzione è sempre stato il sogno dorato dei neo-Darwinisti da quando si sono scoperti i geni (vedi anche in questo stesso sito l'articolo "Non trovati i geni dell'evoluzione, Darwin aveva torto", qui ). Kirschner e Gerhart, con la teoria spiegata nel loro libro, semplicemente aggiungono un altro tassello alla lista dei tentativi infruttuosi di realizzare detto sogno da parte dei biologi evoluzionisti.

Se da una parte l'affermazione degli autori che «lo sviluppo di nuovi complessi di parti interdipendenti che alcuni chiamano "irriducibilmente complessi" [...]» costituisce in un certo senso un'ammissione implicita del concetto di "irriducibile complessità" e delle ragioni dell'Intelligent Design, dall'altra la loro affermazione che in biologia molecolare "i pezzi possono connettersi e riconnettersi in modo flessibile, usando gli stessi pezzi varie volte per realizzare nuove funzioni" appare oltremodo discutibile. Nessuno mette in dubbio l'esistenza di "complessi meccanismi per adattarsi all'ambiente", meccanismi che possono spiegare i fenomeni della microevoluzione. Semplicemente molti mettono in dubbio che tali meccanismi possano dar conto da soli del trasformismo totale di tutte le specie come lo intendeva Darwin. Inoltre pochi negano la "modularità" in biologia molecolare. Però la "modularità" non è in se stessa creativa. Dire che un sistema è modulare non dimostra che non è progettato. Anzi proprio la modularità può essere considerato un "segno" di progettazione. Per fare una similitudine, le costruzioni Lego sono modulari quasi come le molecole ma comunque per ottenere una costruzione sensata e non soltanto un mucchio di mattoncini in disordine bisogna anche in quel gioco applicare dell'intelligenza. Come hanno usato l'intelligenza i progettisti della Lego nel concepire gli stessi mattoncini base. In quanto ai "circuiti interni che possono essere ri-specificati e riconnessi" non si capisce bene a cosa Kirschner e Gerhart si riferiscano ma sospettiamo che si possa applicare un'obiezione simile alla precedente: qualsiasi possa essere il tipo di flessibilità strutturale in gioco, il suo sfruttamento allo scopo di ottenere complesse novità morfologiche non può essere un lavoro alla portata del cieco caso bensì un lavoro che richiede intelligenza.  

Per incominciare gli autori, nel cercare di smentire l'irriducibile complessità, concetto che Behe ha introdotto a livello biochimico, usano l'esempio anatomico del collo della giraffa, esempio che situandosi a livello di apparati, ha natura completamente diversa. Per il resto, tutto ciò che Kirschner e Gerhart sanno dire del lavoro di Behe a proposito dell' irriducibile complessità è che: "Behe usa esempi biochimici complessi per intimidirci e farci credere che la complessità delle cellule viventi è oltre la nostra comprensione".

L'argomento della giraffa - oltrechè vagamente lamarckiano - sembra un po' il solito argomento/esempio riduttivo che i Darwinisti fanno al proposito, quello dell'occhio: un 10% dell'occhio è considerato buono come un occhio intero e con una funzionalità visiva utile. In entrambi i casi l'irriducibile complessità a livello biochimico viene contestata - o meglio si tenta di contestarla - a livello anatomico per il semplice fatto che non si è in grado di contestarla nella sua sede più "tecnica", a basso livello se così si può dire, cioè a livello molecolare. Inoltre gli autori, come la maggior parte dei Darwinisti, si rifanno sempre ad esempi del regno animale. In verità la teoria evolutiva vorrebbe e dovrebbe rendere conto dell'evoluzione di tutto il mondo vivente, piante comprese. Comunque, anche dal solo punto di vista anatomico animale, ragionamenti come quello del collo della giraffa e dell'occhio che "adattamenti molto complessi possono essere ottenuti con poche, semplici mutazioni" non sono verificabili sperimentalmente, e ci paiono anche tanto più spaventosamente semplicistici quanto più si riferiscono ai grandi apparati, soprattutto pensando che non sono emessi da divulgatori giornalistici bensì da accademici appartenenti a prestigiose università.

Ritornando alla supposta "flessibilità dei pezzi", bisogna dire che è ben lungi dall'essere la regola nella biologia molecolare. Sappiamo infatti come in generale le proteine (i mattoni base delle cellule viventi), per esempio, abbiano delle tolleranze molto strette nella loro composizione (spesso non hanno alcun margine di tolleranza), specialmente nei loro siti attivi. Le macromolecole che costituiscono le proteine non possono farsi a caso e mettersi insieme per caso per fare comunque qualcosa come Kirschner e Gerhart sembrerebbero sostenere.

Per spiegare meglio la cosa facciamo un esempio concreto, quello dei ribosomi. I ribosomi sono dispositivi intracellulari che svolgono funzioni fondamentali nella sintesi delle proteine. Chi volesse approfondire tale argomento potrebbe leggere questo breve documento che li riguarda:  qui .

Da esso apprendiamo che: «La sintesi delle proteine è il processo più importante effettuato dalle cellule viventi. Per esempio, circa un terzo delle molecole di una cellula batterica è dedicato a questo scopo. La sintesi delle proteine è un processo complesso che richiede il lavoro concomitante di un gran numero di macchine molecolari». Per conoscere nel dettaglio molte macromolecole si può consultare in generale il sito Protein Data Bank e in particolare la sua sezione "Molecule of the Month" (PDB - vedi ad esempio qui  e qui ). Gli scienziati per decenni hanno cercato di capire il funzionamento e la struttura dei ribosomi. Attualmente grazie alla microscopia elettronica si è arrivati a capire a grandi linee che sono costituiti da due componenti: una più grande (vedi ad esempio la voce  1ffk in PDB) e una più piccola (vedi ad esempio la voce  1fka in PDB). Per dare un'idea della loro complessità si pensi che, secondo una stima approssimativa per difetto, un ribosoma medio è composto da circa 100.000 atomi.

Il ribosoma è da alcuni teorici dell'intelligent design considerato un sistema intracellulare di irriducibile complessità ad un grado molto elevato. Nessuna cellula è in grado di vivere senza una congrua dotazione di ribosomi perfettamente funzionanti nel fare il loro continuo lavoro di produzione di proteine. Per dimostrarlo, possiamo citare ad esempio un articolo nei Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) dove si dice che piccoli cambiamenti nel ribosoma causano gravissimi problemi per la sua funzione. Gli autori di detto articolo ("Deleterious mutations in small subunit ribosomal RNA identify functional sites and potential targets for antibiotics" di A.Yassin, K.Fredrick and A.S.Mankin, comparso il 3 novembre 2005 nei PNAS) svolgono il seguente ragionamento: molti antibiotici clinicamente utili interferiscono con la sintesi delle proteine nei batteri patogeni inibendo la funzione dei loro ribosomi. E`possibile identificare siti funzionali critici nei ribosomi notando quali mutazioni puntuali (riguardanti un singolo nucleotide) sono dannosi alla sua funzione. Gli autori hanno limitato la loro ricerca al RNA ribosomale (rRNA) presente nella più piccola delle due parti del ribosoma, chiamata "16S". Sono stati individuati ben 53 posizioni nel solo 16S rRNA le cui mutazioni inibiscono la sintesi delle proteine. Avendo identificati tali siti possiamo progettare una molecola che attacca quei siti critici. Siccome il ribosoma deve avere le parti funzionali chiave disposte in modo corretto per funzionare, il congiungimento artificiale di cui sopra disattiva il ribosoma e uccide il batterio. Siccome il ribosoma batterico è differente dai ribosomi delle cellule eucariote, le cellule umane probabilmente non sono danneggiate dalla molecola curativa (test di tossicità verranno comunque effettuati per essere sicuri che il nuovo antibiotico sia sicuro).

Ricerche come queste, che hanno ovviamente una notevole utilità farmacologica, suggeriscono inevitabilmente due considerazioni.

Primo, a pensarci bene la tecnica escogitata è molto più figlia di una mentalità "intelligent design" (si basa in fondo proprio sulla IC dei ribosomi) che di una mentalità evolutiva. Questo controbatte anche il solito rimprovero secondo il quale la teoria dell'intelligent design non sarebbe ne teoricamente ne praticamente utile in biologia. In questo stesso sito anche l'articolo "Perchè invochiamo Darwin?" qui , ribalta questo tipo di accuse, affermando che è invece l'ideologia evoluzionistica ad essere pressochè inutile nella biologia sperimentale.

Secondo, smentiscono in pieno il concetto riduttivo e semplicistico degli autori di "Plausibility of Life" che in biologia le parti molecolari siano così flessibili che comunque siano composte e messe insieme va sempre bene lo stesso. Se così fosse, tra l'altro, saremmo molto più poveri di mezzi farmacologici e terapeutici agenti a livello biochimico di quanto non siamo.

Se da una parte gli autori hanno ragione nel denunciare onestamente l'insufficienza della teoria neo-Darwiniana delle mutazioni casuali e della selezione naturale ("il caso e la necessità" per dirla alla Monod) nello spiegare l'incredibile varietà delle forme viventi, dall'altra la teoria che loro propongono della cosiddetta "variazione facilitata" basata sulla supposta flessibilità molecolare dei pezzi non riesce a colmare gli enormi "buchi" nell'apparizione delle novità morfologiche in zoologia e botanica. Per concludere, la pretesa di Kirschner e Gerhart che la "nuova importante teoria scientifica" da loro illustrata nel loro libro, possa spiegare come le funzioni complesse si evolvono e possa quindi risolvere il "dilemma di Darwin" (come recita il sottotitolo del libro), secondo i pareri degli esponenti dell'intelligent design, e alla luce di quanto detto sopra, non corrisponde che ad una pia speranza.