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Il problema dell`origine della vita
Fernando De Angelis  


4. IL PROBLEMA DELL'ORIGINE DELLA VITA (*)

A. L'OPINIONE PIÙ DIFFUSA

   Quella che esporremo in questo paragrafo non è la sola ipotesi proposta dal mondo scientifico, ma è quella di gran lunga più accettata e diffusa; nei numerosi testi scolastici che ho avuto modo di conoscere, poi, è l'unica presentata e, si può dire, fa coppia fissa col darwinismo: per questi motivi la nostra critica e la nostra attenzione si concentreranno su di essa. Questa opinione sull'origine della vita non è generalmente indicata con un nome specifico, noi la chiameremo "abiogenesi da brodo primordiale", per indicarne le caratteristiche più salienti.

   Il modo come di solito viene descritta e la fiducia che normalmente si pone nei libri scientifici, fanno sì che per molti (anche fra gli insegnanti) essa non sia un'ipotesi, ma una verità oramai più o meno provata. Sarà necessario, quindi, cercare di esporla con obiettività, per vedere in che cosa è appoggiata dall'esperienza, in che cosa è ancora semplice ipotesi e in che cos'altro contrasta con i dati scientifici disponibili.

   Dopo questo lavoro di carattere scientifico, passeremo (nel successivo capitolo) a qualche aspetto culturale collegato con la teoria stessa.

   Le quattro affermazioni che elenchiamo subito sotto, costituiscono la base dell'abiogenesi da brodo primordiale (che d'ora in poi, dove non necessario, indicheremo semplicemente con abiogenesi). Il loro esame critico costituisce lo schema di fondo della restante parte del presente capitolo.

   Affermazione n. 1. L'atmosfera della Terra primitiva, all'inizio del suo raffreddamento, era diversa da quella attuale; in particolare era ricca di idrogeno (H2), acqua (H2O), metano (CH4) e ammoniaca (NH3), mentre era assente, o quasi, l'ossigeno molecolare (O2).

   Affermazione n. 2. Le scariche elettriche delle tempeste che si verificavano, i raggi solari ed altro, hanno determinato il formarsi di vari composti organici, fra i quali gli amminoacidi (i "mattoni" delle cellule). Questi composti organici sono stati trasportati dalle piogge negli oceani, dove si sono accumulati, anche per il fatto che non c'era  ossigeno libero (O2) in grado di demolirli.

   Affermazione n. 3. In questo cosiddetto "brodo primordiale" (o "zuppa primordiale"), fra le tante molecole che si sono formate, ce n'è stata qualcuna simile, se non uguale, alle proteine, agli acidi nucleici e alle altre sostanze che compongono le attuali cellule.

   Affermazione n. 4. In qualche punto, casualmente, si sono ritrovate e aggregate le molecole giuste, adatte a formare una cellula iniziale più semplice di quella che conosciamo. Da questa cellula iniziale, per evoluzione, sono prima derivate le cellule odierne e poi, da queste, tutti gli altri esseri viventi.

   Alcuni sostenitori dell'abiogenesi propongono con certezza le varie fasi del processo[1], altri alternano espressioni del tipo "la nostra è solo un'ipotesi", con altre contrapposte, nelle quali manifestano una più o meno accentuata sicurezza, lasciando perplesso il lettore attento, al quale è difficile fare una sintesi del pensiero di questi autori[2]. Altri ancora, infine, pur manifestando simpatia per l'abiogenesi, espongono  con onestà e coerenza i fatti, dichiarando apertamente i problemi ancora irrisolti ed i limiti della teoria. F. Crick, uno dei due scopritori della struttura del DNA e premio Nobel 1962, appartiene a questa categoria di persone scientificamente corrette, che sanno ben distinguere i dati sperimentali dalle proprie scelte interpretative e filosofiche. Nel libro intitolato "L'origine della vita"[3] egli si mostra molto equilibrato. anche se poi in fondo (pp. 149-153), accantonato il  linguaggio  scientifico,  da  sfogo  alla  sua  inclinazione culturale, inquadrando l'abiogenesi in una visione del mondo dalla quale ci sentiamo di dissentire totalmente.

   Anche Dyson[4] nonostante qualche espressione troppo ottimista, fa vedere chiaramente i grandi limiti scientifici dell'abiogenesi, pur essendone un convinto sostenitore. Equilibrato è pure il cap. XIII, riguardante l'origine della vita, dell'opera di G. Montalenti, "L'evoluzione"[5].

   Con Crick, pur appartenendo a fronti culturali contrapposti e tifando per ipotesi in netta opposizione, quando c'è da definire che cosa dice la scienza, ci troviamo sostanzialmente concordi: e questa concordia scientifica abbiamo speranza che possa realizzarsi anche con molti italiani culturalmente schierati su fronti diversi dal nostro.

    Crick, pur avendo una sua particolare visione dell'origine della vita, si mantiene sostanzialmente nell'impostazione degli abiogenisti che abbiamo esposta. In ultima analisi, infatti, egli accetta che la vita possa aver avuto origine sulla terra dal brodo primordiale, anche se ritiene più probabile che quel processo sia avvenuto prima in un altro pianeta, dal quale poi degli esseri intelligenti evolutissimi ci avrebbero spedito i germi che hanno fecondato il brodo primordiale terrestre. E' propenso a spostare il fenomeno altrove, ma le quattro affermazioni fondamentali dell'abiogenesi sono da lui condivise appieno.

   Non sono pochi quelli che, ascoltando le nostre argomentazioni antievoluzioniste, ci considerano (come minimo) accecati da particolari pregiudizi extrascientiflci. A queste persone raccomandiamo vivamente il libro di Crick (e anche quello di Dyson): quando questi due autori espongono i limiti ed i problemi dell'abiogenesi, sarà difficile rivolgergli le stesse accuse che a volte vengono rivolte a noi.

 B. L'ATMOSFERA PRIMITIVA

   L'atmosfera attuale, al di sotto dei 10.000 metri di altezza, ha una composizione pressoché costante ed è formata soprattutto da azoto, (circa il 78% dell'aria secca) e ossigeno (circa il 21% dell'aria secca). Il vapore d'acqua è presente in quantità variabile e l'anidride carbonica, pur se molto importante, è in bassa percentuale (0,03%).

Questa atmosfera non può produrre i composti organici (a base di carbonio) necessari a costituire gli esseri viventi e se anche se ne formasse una piccola quantità, la presenza dell'ossigeno li consumerebbe, con un processo simile a quello che avviene in una stufa, anche se più lento.

   Chi crede nell'abiogenesi deve perciò presupporre una composizione dell'atmosfera primitiva diversa da quella attuale, e cioè ricca di idrogeno, metano, ammoniaca e poverissima di ossigeno: ma che l'atmosfera primitiva fosse proprio così, è un presupposto o un dato dimostrato?

   Così si esprime Crick: "Una volta si pensava che l'atmosfera primordiale della terra fosse molto diversa da quella attuale. Dato che l'idrogeno è di gran lunga l'elemento più abbondante nell'universo, era naturale credere che predominasse nell'atmosfera originaria ... Di recente, tuttavia, queste idee sono state messe in discussione. L'idrogeno è così leggero che la gravita terrestre non è sufficiente a trattenerlo per cui tende a sfuggire nello spazio ... Ora è plausibile pensare che gran parte dell'idrogeno presente all'inizio sia sfuggito tanto rapidamente da non essere mai stato un elemento predominante dell'atmosfera ... Oggi si afferma che, in base al dati sperimentali ottenuti facendo la media di tutte le rocce disponibili di una certa età, l'atmosfera del passato non era molto diversa dall'attuale"[6].

   Resta il dubbio su come fosse l'atmosfera prima che si formassero le rocce più antiche conosciute ma, dice ancora Crick, "è difficile arrivare a conclusioni attendibili su questo problema. Anche la temperatura della terra primordiale è incerta"[7].

   Pertanto non è la composizione dell'atmosfera primitiva a far ritenere possibile che si sia effettivamente verificata l'abiogenesi, ma al contrario, è il credere nell'abiogenesi che fa supporre una particolare atmosfera primitiva. Spesso gli espositori dell'abiogenesi non chiariscono questo punto e portano come prova ciò che in realtà è un presupposto, non solo non dimostrato, ma che contrasta con i dati finora disponibili.

C. COMPLESSITÀ DELLA CELLULA E DEI SUOI COMPONENTI

   a) La cellula: una complessità inimmaginabile

   Chi descrive la formazione spontanea delle cellule, che sono la più elementare forma di vita, spesso non mette bene in chiaro la loro estrema complessità ed il fatto che la più semplice forma di vita è il meccanismo più complicato che si conosca.

   I virus potrebbero essere portati come esseri viventi più semplici della cellula, ma essi possono vivere solo all'interno della cellula, fuori di essa sono incapaci di svolgere qualsiasi funzione. E' nella cellula, perciò, che si svolge quel fenomeno che chiamiamo vita.

    Alcune cellule vengono definite "più semplici" (batteri e alghe azzurre), perché in esse mancano determinate strutture, ma queste cellule svolgono le stesse funzioni delle altre definite "più complesse", e con gli stessi procedimenti chimici. Anzi i batteri, nel loro insieme, riescono a fare molte cose impossibili ad altri: essi vivono nell'acqua quasi bollente, nel ghiaccio, nei pozzi petroliferi, nei reattori nucleari (cioè in presenza di una radioattività micidiale), sanno sintetizzare sostanze organiche sfruttando svariate reazioni chimiche (per es. bruciando lo zolfo), producono le vitamine, ecc.. Non esiste perciò una "cellula semplice". La cellula, come una macchina, esiste nella sua totalità, o non esiste.

   E' difficile descrivere la complessità di una cellula perché l'uomo non ha costruito nulla che le può essere paragonato. Il più attrezzato laboratorio chimico è come se sapesse fare appena le aste, in confronto ai poemi che sa comporre una cellula: basti pensare alla fotosintesi. La più grande impresa di costruzione è un'accozzaglia di incapaci a confronto di ciò che sa fare una cellula: basti pensare che essa, ricevendo dall'esterno solo il nutrimento, riesce a costruire un intero organismo; infatti un cane, una quercia, un fiore, hanno tutti avuto origine da una specifica cellula, che li ha formati per capacità organizzativa esclusivamente interna. Il più grande cervello elettronico è un gioco da ragazzi in confronto a quello umano, derivato anch'esso da una cellula. E quale macchina è in grado di costruire un'altra macchina uguale a se stessa, cioè di riprodursi, come fa la cellula? La sua complessità va dunque al di là della nostra immaginazione.

   Paragonando il lavoro di una cellula a quello che si svolge in un cantiere, possiamo dire che essa sa fare da architetto, in quanto ha in sé (nel DNA del nucleo) tutte le istruzioni necessario per svolgere le varie funzioni. Ma fa anche da capo-operaio, perché ha dei meccanismi che sono in grado di far eseguire le operazioni giuste al momento giusto (attraverso l'RNA ed i vari sistemi di regolazione) e, infine, fa pure da operaio, eseguendo i vari compiti per mezzo soprattutto delle proteine: unghie, capelli e muscoli, per fare solo qualche esemplo, sono fatti di tali sostanze.  Proteine  e  DNA  sono i due  estremi dell'organizzazione cellulare e sarà utile vederli brevemente più in dettaglio.

  b) Complessità delle proteine

   Le proteine sono costituite da 20 amminoacidi (o aminoacidi) diversi che si collegano in modo da formare lunghe catene. Il semplice batterio dell'Escherichia coli ne contiene circa 2.500 tipi[8]. Sapendo che le proteine sono fatte, in media, da 500 amminoacidi, se dovessimo scrivere quelle dell'Escherichia su dei fogli, indicando i 20 tipi di amminoacidi con 20 diverse lettere dell'alfabeto, ci verrebbe una composizione lunga 3 volte la Divina Commedia[9].

   Gli amminoacidi che formano le proteine, a loro volta, sono fatti da 4 tipi di atomi: carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto; alcuni contengono pure zolfo o fosforo. Essi sono prodotti dagli esseri viventi, oppure in laboratorio, ma non si formano da sé. Se volessimo comporli a partire dagli atomi, ce ne vorrebbe da un minimo di 10 (per l'amminoacido glicina) ad un massimo di 27 (per il triptofano): naturalmente della giusta composizione (5 idrogeni, 2 ossigeni, 2 carboni e 1 azoto, per quanto riguarda la glicina) e nella giusta disposizione. Se gli atomi che compongono la glicina li colleghiamo in un modo diverso da quello prescritto, non otteniamo la glicina, ma qualcosa di diverso: sarebbe come scambiare le lettere in una parola. "Preceduto", per fare un esempio, non ha lo stesso significato di "procedute", ne di "producete"; combinando liberamente le lettere, poi, la maggior parte delle parole non avrebbe senso (come "pordecute", ecc.).

   Se, dopo aver composto gli amminoacidi, volessimo proseguire  anche con le proteine,  dovremmo  fare un'opera simile a quella del tipografo quando compone le pagine di un libro.

   In conclusione, per fabbricare in laboratorio una proteina, dovremmo prendere gli atomi giusti, collegarli nel giusto modo, e fare prima tutta la serie dei 20 amminoacidi. Dovremmo poi prendere i giusti amminoacidi e unirli nel giusto modo. Dopo aver fatto questo difficile lavoro (impossibile a farsi in laboratorio, senza la guida di composti organici prodotti dalle cellule), dovremmo mantenere la delicata struttura nelle giuste condizioni di temperatura, acidità, salinità, ecc., affinché non si rovini irreparabilmente. Cinque giuste scelte che mettono in evidenza gli ostacoli da superare per formare e  conservare una semplice proteina. Tutti questi ostacoli, se vogliamo rimanere in un contesto scientifico, non possono essere scavalcati semplicemente affermando che, da qualche parte, in qualche modo, tanto tempo fa, si sono formate e conservate le attuali proteine delle cellule.

   e) Complessità del DNA

   Se volessimo costruire il DNA, il primo raggruppamento da fare sarebbero le quattro basi azotate, indicate spesso semplicemente con A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). Per fare ciascuna di queste basi, dovremmo prendere una trentina di atomi di 4 tipi diversi (cioè carbonio, idrogeno, ossigeno ed azoto) e collegarli insieme nel giusto modo. Dovremmo poi preparare uno zucchero speciale, il desossiribosio (composto da 5 atomi di carbonio, 10 di idrogeno e 4 di ossigeno, incastrati in una precisa disposizione), e l'acido fosforico (fosfato). Questi tre composti di partenza vanno poi incastrati insieme nel giusto modo, per ottenere i 4 nucleotidi corrispondenti alle 4 basi (adenin-nucleotide, timin-nucleotide, citosin-nucleotide e guanin-nucleotide).

   I 4 nucleotidi, infine, vanno incastrati a due a due (l'adenin-nucleotide con il timin-nucleotide e il citosin-nucleotide con il guanin-nucleotide) e le coppie vanno disposte una sopra l'altra, formando una specie di scala a pioli.

   Un modo di rappresentare il DNA e le sue parti è il seguente:

 
 
 

   Per dare un'idea delle difficoltà che si incontrano quando cerchiamo di far avvenire a caso le reazioni necessarie per la formazione del DNA, considereremo la composizione di un nucleotide a partire dal suoi tre costituenti (base azotata, desossiribosio e fosfato).

L'abiogenista Dyson così si esprime: "Se i legami si formano a caso, su cento molecole solo una sarà ben strutturata da un punto di vista stereochimico. E' però difficile immaginare un processo naturale in grado di pescare quell'unico nucleotide, correttamente formatosi, tra i suoi novantanove fratelli difettosi! I nucleotidi buoni, infine, sono instabili in soluzione acquosa e tendono a scindersi di nuovo nei suoi componenti"[10].

   Nella cellula batterica il DNA è costituito da alcuni milioni di coppie di nucleotidi[11], mentre nell'uomo sono qualche miliardo in ogni sua cellula[12] (tutte le cellule di un organismo hanno generalmente la stessa quantità e qualità di DNA). Se abbiamo rassomigliato le proteine di una cellula alla Divina Commedia, è lecito rassomigliare il DNA, formato da molti più elementi, ad un'enciclopedia.

  Mentre le proteine sono fatte con un linguaggio a 20 lettere (tipo quello nostro), il DNA è fatto ad un simile di alfabeto Morse, ma a 4 segni. E' compito di un altro tipo di  composti, gli RNA, tradurre il linguaggio a 4 segni nel linguaggio a 20 segni, cioè formare le proteine sulla base delle istruzioni del DNA; ma il modo come ciò è possibile è troppo complesso per poter essere affrontato in questa sede.

D. LE SCARICHE ELETTRICHE COME COSTRUTTRICI DI MOLECOLE

   Nel 1953 Miller sottopose a scariche elettriche, per una settimana, un miscuglio di idrogeno, acqua, metano ed ammoniaca ed ottenne "un miscuglio di piccoli composti organici, tra cui una discreta quantità di due amminoacidi semplici, glicina e alanina, presenti in tutte le proteine"[13].

   Non di rado l'esperimento di Miller viene riportato dicendo che in esso si formano "gli amminoacidi" (e non due amminoacidi semplici), "che rappresentano le unità costitutive delle proteine, componenti fondamentali della materia vivente"[14]. Questo modo di esporre non prende in considerazione né gli ostacoli da superare per riunire gli amminoacidi in proteine (vedi paragrafo precedente), né quelli (infinitamente più grandi) per passare dalle proteine alle cellule, che vedremo più avanti. Al lettore viene trasmessa la ingannevole impressione che la vita sia stata ormai riprodotta in laboratorio, o quasi! Vediamo perciò in dettaglio i limiti dell'esperimento di Miller.

   Come abbiamo osservato in precedenza, l'atmosfera presente nell'apparecchio di Miller si suppone che fosse simile a quella primitiva, ma ciò è tutt'altro che dimostrato. Sulla Terra primordiale l'idrogeno "si sarebbe disperso nello spazio, mentre nell'esperimento originale di Miller, che aveva luogo in un sistema isolato, ogni molecola di idrogeno, una volta formata, non poteva allontanarsi dal sistema e quindi si accumulava a mano a mano che l'esperimento proseguiva"[15].

   Il fatto  che  si  siano  formati  i  due  amminoacidi  più semplici e non gli altri 18, presenti pure in tutti gli esseri viventi, potrebbe anche dimostrare che, per quella via, si va poco lontano. Se do in mano ad un bambino una penna, dei fogli, un paio di forbici e della colla e, fra i vari scarabocchi, individuo due delle 21 lettere dell'alfabeto, non posso esclamare che, a forza di far scrivere a caso, tagliare con le forbici ed incollare, può venire fuori un romanzo od un trattato scientifico. L'esperimento di Miller, perciò, dimostra ben poco.

   Se con altri esperimenti si trovasse un sistema più efficace per produrre casualmente gli amminoacidi,  ci sarebbero altri problemi da risolvere. Per esempio il fatto che, oltre ai 20 amminoacidi costituenti le proteine, ce ne siano ancora 150 non proteici i quali, se mescolati agli altri,  creerebbero  un  ulteriore  ostacolo, pressoché insormontabile,  alla  formazione  delle  giuste  proteine. Sarebbe come se si volesse comporre a caso un libro in italiano, pescando le lettere dell'alfabeto da un sacco dove ci sono anche le lettere di altri 7 alfabeti differenti!

   Ma i problemi non sono finiti. Tutti gli amminoacidi, ad eccezione di quello più semplice (glicina) sono asimmetrici. Rassomigliano, cioè, alle mani:  queste sono fatte dagli stessi elementi, ma le singole parti (dita) sono disposte in modo diverso, per cui la mano sinistra non si adatta al guanto destro e viceversa. Le due mani si dice che sono specularmente uguali, perché una mano appare uguale all'altra vista allo specchio. Anche gli amminoacidi esistono in due forme specularmente uguali, dette "L" (levogire o sinistrogire) e "D" (destrogire), e quando si formano a caso, fuori dalle cellule, se ne formano metà di un tipo e metà dell'altro tipo. Invece "tutte le molecole fondamentali, in tutti gli organismi, hanno lo stesso verso". Questa uniformità stupisce perché è "allo stesso tempo arbitraria e completa"[16]. In altre parole, negli esseri viventi potrebbero essere presenti i composti di tutti e due i versi, od esserci esseri viventi con un verso e altri con l'altro verso (come una loro formazione a caso farebbe prevedere), invece tutti i composti dei viventi si presentano con un solo verso. In particolare, "tutti gli amminoacidi costitutivi delle proteine ... sono della serie L"[17], e il glucosio "ha lo stesso verso destrorso ovunque in natura".

   Tutte le difficoltà, per chi non crede nell'abiogenesi, sono una prova che essa non può essersi verificata. Per gli altri, invece, sono la prova che la vita ha avuto origine da un'unica cellula primordiale, formatasi casualmente, che poi ha trasmesso a tutti gli esseri viventi lo stesso schema. Gli abiogenisti riconoscono che è diffìcile che una cellula possa formarsi spontaneamente, ma difficile, dicono, non significa statisticamente impossibile. E' necessario, perciò, interessarci un po' di statistica.

E. ATTENZIONE ALL'INGANNO STATISTICO

   Per  non  appesantire  l'argomento,  iniziamo  con un'allegoria. Un giudice doveva emettere la sentenza riguardante uno dei massimi dirigenti del totocalcio, accusato di aver consentito una truffa. Un suo stretto parente aveva fatto '13' per dieci volte di seguito, giocando una sola schedina di due colonne alla volta. Era truffa o semplice fortuna?

   L'avvocato della difesa aveva tuonato minaccioso; "Non si può condannare una persona quando si sa che, se pur difficilissimo, è possibile fare '13' per 10 volte di seguito".

E, per meglio avvalorare il suo argomento, aveva chiamato un professore di statistica, col quale cominciò a discutere pubblicamente. "E' possibile, professore, fare due volte di seguito '13'?" il professore, davanti al giudice, rispose: "E' possibile". "E' possibile fare '13' cinque volte di seguito?". "E' possibile". L'avvocato difensore arrivò, infine, alla domanda cruciale: "E' possibile, professore, fare '13' per 10 volte di seguito?" Il  professore rispose ancora: "E' possibile". "Dobbiamo almeno", concluse soddisfatto   l'avvocato rivolgendosi  al giudice, "dare all'imputato il beneficio del dubbio; e si sa che,  nell'incertezza, è doveroso assolvere".

 Il giudice rimase un po' perplesso, il senso comune gli diceva che l'imputato era colpevole, ma quella statistica gli confondeva le idee. Dopo aver un po' riflettuto fece ancora chiamare il professore e gli chiese: "Che probabilità c'è che una persona faccia '13' per 10 volte di seguito, giocando solo due colonne?" Il professore rispose: "E' come se, in un oceano di palline bianche, ce ne fossero solo 10 nere.ed una persona bendata, tirando su 10 palline a caso, pescasse tutte quelle nere". Ma il giudice non era ancora soddisfatto e, perdendo la calma chiese: "Secondo la statistica, allora, quando si potrebbe essere certi della truffa? Dopo, 100, 1.000, 10.000 volte che uno fa '13' di continuo?" Il professore, serafico, rispose: "Mai, signor giudice, non si può essere mai certi". "Ma", proseguì il giudice sempre più irritato,  "lei,  come fa a decidere in casi come questo? Anche le impronte digitali, allora, non danno certezza!" "Beh", concluse i1 professore, "generalmente si fissa un limite di probabilità, oltre il quale si può considerare certo l'avvenimento. E' chiaro che, se non si facesse così, sarebbe impossibile ogni decisione, e perfino le impronte digitali non darebbero la prova definitiva".  Il  giudice tornò a casa pensoso:  condannare l'imputato o dimettersi da giudice?

   Abbiamo proposto questa illustrazione perché ognuno dovrà emettere, nei confronti della teoria dell'origine della vita per abiogenesi, una sentenza simile, e dobbiamo fare attenzione a non essere ingannati da discorsi statistici poco chiari. Chi  vuole usare  correttamente l'argomento del possibile deve anche quantificare la probabilità che ha un certo fenomeno di verificarsi. Altrimenti si mette sullo stesso piano l'indovinare una sola partita di calcio e il fare "13" per mille volte di seguito: logicamente ambedue le cose sono possibili.

   Tutte le volte, perciò, che si farà appello all'argomento del possibile, cercheremo di fare un po' di calcoli per vedere che probabilità c'è che si verifichi il fenomeno. E siccome in questi calcoli compaiono spesso i numeri con elevato esponente, è bene fare un esempio che possa far rendere conto del significato di tali numeri.

   Se una persona vi offrisse, uno alla volta, 60 assegni da un miliardo di lire ciascuno, chiedendovi in cambio 2^1 (cioè 2) fagioli per il primo assegno, 2^2 (cioè 4) fagioli per il secondo assegno, 2^3 (cioè 8) fagioli per il terzo assegno, e così via sempre raddoppiando, fino ad arrivare a 2^60 fagioli per il sessantesimo assegno da un miliardo, ci stareste? Naturalmente non vi potreste fermare dopo i primi assegni. Il conto non è molto complicato (vedi, in fondo al capitolo, l'appendice n. 1) ma il risultato vi sorprenderà. Il  sessantesimo  assegno  vi  verrebbe  a  costare  più  di 5.000 miliardi di quintali di fagioli, pari a più di un miliardo di miliardi di lire! Attenzione, quindi, ai numeri con esponente elevato, si fa presto a leggerli, ma indicano cifre inimmaginabili.

   Un altro esempio può chiarire altri aspetti. Se in una moneta indico un lato con "T" (Testa) e l'altro con "C" (Croce), dopo un lancio può apparire in alto o T o C. Quante volte comparirà T, su 100 lanci, nessuno può dirlo, si può solo affermare che, mediamente, T comparirà una volta su due e quindi 50 volte su 100. Facendo due lanci, c'è una probabilità su quattro che venga T-T, perché 4 sono le combinazioni possibili (T-T, T-C, C-T, C-C).

   Passiamo ora ad un'illustrazione più impegnativa e consideriamo la difficoltà che può avere una scimmia a scrivere una frase determinata, battendo a caso su una macchina da scrivere. Scegliamo la frase "Sarà e Silvia sono carine", composta da 21 lettere. Per facilitare il compito, anziché i circa 50 tasti normalmente presenti, la nostra macchina da scrivere ne avrà solo 20, corrispondenti a tutte le lettere dell'alfabeto esclusa la "h". Avendo eliminato anche i tasti della spaziatura e delle maiuscole, la frase avrà le lettere tutte attaccate e minuscole (saraesilviasonocarine).

   Quante battute occorreranno alla scimmia per riuscire a scrivere la frase nessuno può dirlo, ma possiamo calcolare quanto ne dovrà fare mediamente. Facendo i calcoli (vedi appendice n.2) si vede che una scimmia sola dovrebbe lavorare troppo ed allora mettiamo al lavoro un miliardo di scimmie, ma anche loro non faranno presto perché, mediamente, dovranno battere a macchina, ininterrottamente, per ben 10 miliardi di anni. Dopo tale tempo, solo una sarà riuscita a scrivere la frase "saraesilviasonocarine ".

   L'impressione è che, a caso, non sia poi tanto complicato produrre un po' d'ordine, ma i calcoli dimostrano quanto ciò sia diffìcile. Purtroppo non sempre gli autori chiariscono questo punto e pochi lettori sanno fare, o si mettono a fare, i conti, rimanendo fatalmente ingannati.

          F. DA AMMINOACIDI A PROTEINE: ALTRE DIFFICOLTA' STATISTICHE

    Abbiamo già parlato di alcune notevoli difficoltà che si incontrano quando si vogliono formare a caso le proteine, ma ora, per vedere altri importanti aspetti, ci poniamo la domanda: "Che volume di proteine sbagliate dovrò fare, per comporne a caso una determinata?" Sarebbe come dire: "Se ho disponibili delle perle di 20 colori diversi e voglio formare a caso una ben determinata collana, che volume di collane sbagliate avrò, in media, prima che ottenga quella prefissata?" Si è scelta una proteina semplicissima, di soli 100 amminoacidi, ma ciò nonostante il calcolo ha dato delle cifre sbalorditive (vedi appendice n.3).

   La proteina programmata si troverebbe in un cubo di proteine sbagliate di così grande dimensione da essere difficile da immaginare. Il suo lato sarebbe di ben 10^32 Km. Se volessimo attraversare questo cubo, alla ricerca della nostra proteina, su un razzo che facesse in un secondo più di sette volte l'intero giro della Terra (viaggiando cioè alla velocità della luce), impiegheremmo 100 miliardi di anni! In questo immenso cubo tutta la Galassia (solo 100.000 anni luce nel suo lato maggiore) apparirebbe come un piccolo puntino.

   I telescopi più potenti esplorano l'Universo fino a 5 miliardi di anni luce di distanza: una dimensione insignificante rispetto al cubo delle proteine mediamente necessarie per formarne a caso una predeterminata fra le più semplici. Calcoli simili sono presentati anche da Crick[18], con risultati analoghi.

   Un insegnante di chimica ha osservato che, per tentare la formazione di una certa proteina, non occorre un volume di amminoacidi così elevato, perché una proteina sbagliata si può smontare, e così ritentare un'altra volta con lo stesso materiale. Introducendo quest'altro concetto, però, la formazione di una proteina di 100 amminoacidi diviene ancora più difficile perché, aumentando il numero degli amminoacidi collegati, diviene sempre più facile che la catena si rompa, piuttosto che si allunghi ancora. E quando fossimo arrivati alla nostra sospirata proteina essa non si conserverebbe, scomponendosi subito.

   Le difficoltà che siamo andati via via esaminando dovrebbero aver chiarito quanto sia difficile ottenere l'ordine dal caso. Oparin, il caposcuola sovietico degli abiogenisti, invece, afferma con sicurezza che "le sostanze organiche primordiali si sono evolute subendo ulteriori cambiamenti e trasformazioni. I meccanismi di queste trasformazioni possono essere ipotizzati in base ad esperimenti eseguiti in laboratorio (S. L. Miller, M. Calvin, C. Ponnamperuma), capaci di riprodurre le condizioni ambientali esistenti sulla superficie e all'interno della Terra ancora senza vita. I risultati mostrano che in queste condizioni si formano moltissime sostanze organiche, talvolta assai complesse, e persino composti caratteristici per la vita, quali sostanze  simili  alle proteine e agli acidi nucleici"[19]. Egli non precisa, come invece fa il suo ammiratore e seguace Dyson, che le sostanze complesse e ordinate finora sono state ottenute solo con la presenza di una sostanza ordinatrice estratta da esseri viventi.

   "Per riassumere", chiarisce Dyson[20] considerando anche le più recenti scoperte: "Eigen ha prodotto RNA senza stampo ma servendosi di un enzima, mentre Orgel ha raggiunto lo stesso risultato senza enzima, ma servendosi di uno stampo (nelle cellule viventi l'RNA è prodotto con stampi e con enzimi insieme). Se supponiamo che l'RNA sia stato la molecola originaria della vita, allora, per far luce sulle origini, dobbiamo produrre RNA non facendo uso né di stampi né di enzimi. A questo traguardo né Eigen né Orgel  sono riusciti ad avvicinarsi".

   E se poi uno scienziato riuscisse a fabbricare non solo una proteina, ma finanche una cellula, servendosi della sua intelligenza e capacità di scelta, dimostrerebbe che la vita viene da un'opera intelligente e programmata, non dimostrerebbe assolutamente che viene dal caso.

   Chi volesse approfondire le difficoltà statistiche della formazione delle proteine, delle cellule e dell'evoluzione in generale, può far uso dell'ottimo e chiaro testo di Tommaso Heinze[21], le conferenze del quale, tenute a Perugia circa 20 anni fa, mi diedero ottimi stimoli per le successive riflessioni.

G. DA PROTEINE A CELLULE: UN PASSAGGIO PROIBITIVO

   Se nel brodo primordiale, per una inimmaginabile fortuna, si fossero formate, insieme a tante altre sostanze simili, anche tutte quelle che costituiscono una cellula, non per questo sarebbe sorta facilmente la prima cellula.

   Facciamo un esempio. Se in un sacco ho tutti i pezzi di diversi tipi di orologi, non è facile poi prendere a caso i pezzi giusti e fare un certo orologio. Trovare i pezzi in mezzo a tanti altri, alcuni dei quali molto simili, e incastrarli insieme nel modo corretto, non  sarebbe impresa da poco. Le cellule sono un insieme di migliaia di sostanze strettamente coordinate, se quelle da incastrare sono sparse in mezzo ad un'infinità di altre simili a loro, non è facile che tutte quelle giuste, e solo quelle giuste, si ritrovino casualmente insieme. Ed anche se ci si ritrovassero non saremmo ancora alla cellula. Infatti, se maciniamo delle cellule viventi, nel macinato abbiamo tutte le sostanze necessarie alla loro costruzione, ma esse non si riformano, perché le varie parti non hanno la tendenza spontanea a ricombinarsi.

   Nell'ipotetico brodo primordiale, poi, dobbiamo presupporre la presenza di molte sostanze velenose, le quali spesso impediscono la vita anche con piccole concentrazioni; una cellula, perciò, anche se si fosse formata, non avrebbe potuto vivere.

   Di questa serie di obiezioni anche i più aggiornati ed equilibrati sostenitori dell'abiogenesi tengono conto e corrono ai ripari, parlando di evento statisticamente improbabile, ma che si è ugualmente verifìcato a causa di una combinazione particolarmente fortunata. F. Prattico, facendo il punto della situazione[22], dice che, a seguito degli esperimenti di Miller di cui si è detto (paragrafo D), "tra i ricercatori di tutto il mondo si leva un grido di trionfo", ma poi, "passati i primi entusiasmi, nella comunità scientifica sono cominciati a sorgere dubbi e critiche. Molti ricercatori, per esempio, sulla base di prove geologiche si dichiarano oggi convinti che l'atmosfera primordiale non era quella realizzata da Urey e Miller nel loro alambicco; altri contestano addirittura il concetto di "brodo primordiale", sostenendo che in tali condizioni si sarebbe prodotto solo catrame. Ma la critica più serrata è di natura matematica: le poche centinaia di milioni di anni che separano la formazione della terra dalla apparizione delle alghe azzurre non sarebbero sufficienti, secondo la legge dei grandi numeri, per riunire "a caso" la sequenza di aminoacidi necessari per produrre un enzima, una proteina attiva".

   "Un tipico enzima", prosegue sempre Prattico, "consta di una sequenza di circa 200 amminoacidi, secondo una struttura altamente elaborata. La possibilità di ottenere a caso una sequenza del genere è di 10^120 (una cifra con un numero incredibile di zeri), mentre per ottenere un batterio occorrerebbero addirittura 10^40000 tentativi casuali: non basterebbe l'intera vita dell'universo per dar luogo a una serie così incredibilmente lunga. Il 'giallo' della vita si complica, quindi. Solo un caso particolarmente fortunato, un evento praticamente unico, può aver fatto apparire la prima molecola autoriproducente".

  Anche Crick si esprime in modo analogo. "Un uomo onesto, munito di tutte le conoscenze attuali, può solo affermare che per ora, in un certo senso, l'origine della vita appare quasi un miracolo tante sono le condizioni che debbono essere soddisfatte perché il meccanismo si metta in moto"[23]. La moglie di Crick è convinta che quando il marito parla dell'origine della vita "non tratta veramente di una teoria, ma piuttosto di fantascienza"[24]: e noi non possiamo che darle ragione.

   Dyson, nell'esporre una sua proposta di aggiornamento delle idee di Oparin, ammette che, dalle proprie formulazioni, "talvolta ne trarremo indicazioni illuminanti sul mondo reale: più spesso il modellino rimarrà un semplice trastullo per quelli di noi che hanno il pallino della matematica"[25]. Il divulgatore televisivo Piero Angela, grande diffusore delle teorie evolutive, recensendo con simpatia il libro di Dyson, riassume lo stato delle ricerche sull'argomento che stiamo trattando dicendo: "Sulle origini della vita si è scritto molto (ma ancora non si è capito molto)"[26].

   Quando si parla di "evento praticamente unico" (Prattico),  "quasi miracolo"  (Crick),  "trastullo"  (Dyson),  non siamo più, o non siamo ancora, nell'ambito della scienza. Gli scienziati possono interessarsi e parlare di ciò che potrebbe essere possibile, ma in questo caso non stanno facendo scienza, ma speculazione.

   Dyson, nell'ultima pagina del suo libro, così scrive: "La conclusione della mia storia mi riporta all'inizio. Guidato da una filosofia personale ... ho cercato di immaginare per l'origine della vita una intelaiatura. Quello che ho trovato è un modello matematico astratto, troppo semplice per essere vero ... Coerentemente con il mio orientamento filosofico, sono propenso a credere che tale descrizione si applichi a tutta l'evoluzione della vita fino alle origini"[27].

   Che lo si dichiari apertamente, come fa Dyson, o che lo si sottintenda, dietro l'abiogenesi c'è sempre una "filosofia personale" ed una particolare visione del mondo, ed è proprio sul piano extrascientifico che è necessario proseguire il discorso; ma questo è bene farlo a parte, nel prossimo capitolo.

 
 
(*) Estratto dal libro "L'origine della vita per evoluzione - un ostacolo allo sviluppo della scienza", per gentile concessione dell'Autore e delle Edizioni Casa Biblica ( www.casabiblica.it ). Fernando De Angelis è redattore di Proiezioni culturali : "Per una cultura alla luce della Bibbia".


[1] A.I. Oparin, voce Vita, Encicl. Europea. Garzanti, Milano. 1981; I. Adier, Come iniziò la vita. Longanesi. Milano . 1979. 

[2] Per es., F. Prattico. Alle origini della vita. In Storia Illustrata, n. 361, dicembre 1987, pp. 46-55. 

[3] F. Crick, L'origine della vita. Garzanti. Milano, 1983.

[4] F. Dyson. Origini della vita, Bollati Boringhieri, Torino, 1987. 

[5] Einaudi, Torino, quarta edizione riveduta. 1975, pp. 203-210. 

[6] F. Crick, op. cit., pp. 73-75. 

[7] Idem, p. 75. 

[8] J. Monod, Il caso e la necessità, Mondadori, Milano, ottava edizione  1976, p. 49. 

[9] La Divina Commedia è composta da 100 canti, ogni canto è fatto da circa 140 versi. In ogni verso ci sono circa 30 lettere: il totale delle lettere è, quindi, pari a 100 x 140 x 30, cioè pari a 420.000 lettere circa. Una proteina è fatta in media da 500 amminoacidi, 2.500 proteine sono (2.500 x 500) = 1.250.000 amminoacidi, che rappresentano circa il triplo delle lettere della Divina Commedia. 

[10] F. Dyson, op. cit., p. 36. 

[11] idem, p. 79. 

[12] F. Crick, op. cit., p. 46.

[13] Idem. p. 76. 

[14] H. Curtis, Invito alla Biologia, seconda edizione, Zanichelll, Bologna  1980, p. 11.

[15] F. Crick, op. cit., p. 77.

[16] Idem. p. 44. 

[17] V. Scardi, voce Amminoacidi. Enciclopedia Europea, Garzanti, Milano, 1976. 

[18] F. Crick, op. cit., pp. 53-54. 

[19] A. I. Oparin, voce Vita, Enciclopedia Europea, Garzanti, Milano, 1981. 

[20] F. Dyson, op. cit., p. 22. 

[21] T. Heinze, Creazione od evoluzione?, ed. Centro Biblico, Napoli, 1976, pp. 75 e segg. 

[22] F. Prattico, op. cit., pp. 54-55. 

[23] F. Crick, op. cit., p. 85.

[24] Idem. pp. 136-37. 

[25] F. Dyson, op. cit., p. 56. 

[26] P. Angela, Viva l'errore. In La Repubblica. 12/3/88, p. 26.

[27] F. Dyson, op. cit., p. 97.