L’autonomia è un’importante caratteristica della vita. Ma ne esistono molte altre, tra cui le seguenti.
Riproduzione. Un organismo vivente dovrebbe essere in grado di riprodursi. Tuttavia alcune entità non viventi, come i cristalli e gli incendi dei boschi, possono propagarsi, mentre i virus, che molti classificherebbero tra i viventi, sono incapaci di moltiplicarsi autonomamente. I muli sono senza dubbio vivi, eppure sono sterili. Una progenie di successo è ben più che un mero facsimile dell’originale; comprende anche una copia dell’apparato di duplicazione. Per poter propagare i propri geni oltre la generazione successiva, gli organismi devono replicare non solo i geni stessi, ma anche gli strumenti necessari per la loro replicazione.
Metabolismo. Per essere considerato propriamente vivo, un organismo deve fare qualcosa. Ciascun organismo processa vari composti chimici attraverso complicate sequenze di reazioni, e come risultato ricava l’energia di cui ha bisogno per svolgere le sue attività, quali il movimento e la riproduzione. Questa serie di processi chimici e di liberazione di energia prende il nome di metabolismo. Tuttavia, metabolismo non può essere considerato sinonimo di vita. Alcuni microorganismi possono entrare in uno stato di completa dormienza e restarvi per lunghi periodi di tempo, durante i quali le funzioni vitali sono sospese. Siamo però riluttanti a dichiararli morti, dal momento che è possibile riportarli alla vita attiva.
Nutrizione. E’ strettamente legata al metabolismo. Se tenete un organismo rinchiuso in una scatola abbastanza a lungo, a tempo debito cesserà le sue funzioni vitali e morirà. Perché ci sia la vita e imprescindibile un continuo scambio di materia e di energia. Per esempio, gli animali mangiano e le piante svolgono la fotosintesi. Ma un flusso di materia e di energia, di per sé, non è sufficiente a definire la reale essenza della vita. La Grande Macchia Rossa di Giove è un vortice di fluido alimentato da un flusso di materia ed energia, ma nessuno sostiene che sia vivo. Inoltre ciò di cui ha bisogno la vita non è l’energia in quanto tale, ma una sorta di forma utile, o libera, di energia. Su questo torneremo in seguito.
Complessità. Ogni forma di vita conosciuta è incredibilmente complessa. Anche gli organismi unicellulari come i batteri sono veri e propri alveari brulicanti di attività, costituiti da milioni di componenti. In parte è tale complessità ad assicurare l’imprevedibilità degli organismi. Tuttavia, anche un uragano o una galassia sono alquanto complessi, e gli uragani sono notoriamente imprevedibili. Molti sistemi fisici non viventi si comportano nel modo che gli scienziati chiamano caotico, cioè troppo complicato da prevedere e talvolta persino casuale.
Organizzazione. Forse l’aspetto veramente significativo non è la complessità di per sé, ma la complessità organizzata. I componenti di un organismo devono cooperare l’uno con l’altro perché l’organismo funzioni come un’unità coerente. Per esempio, una rete di arterie e di vene serve a poco senza un cuore che pompi il sangue al loro interno. Un paio di gambe è di scarso aiuto alla locomozione se ciascuna si muove per conto proprio, senza tenere conto dell’altra. Anche all’interno di una singola cellula il grado di coordinamento è sbalorditivo. Le molecole non si muovono all’impazzata, senza criterio, ma mostrano tutti i tratti distintivi della catena di montaggio di una fabbrica, con un alto grado di specializzazione, una divisione del lavoro e una struttura di direzione e di controllo.
Crescita ed evoluzione. I singoli organismi crescono e gli ecosistemi tendono a diffondersi (se trovano le condizioni adatte). Ma anche molte strutture non viventi si accrescono (i cristalli, la ruggine, le nuvole). Una proprietà più sottile, ma nel contempo più significativa, degli organismi, presi nel loro insieme, è l’evoluzione. La straordinaria storia della vita sulla Terra è la storia di un graduale adattamento evolutivo che risulta dalla varietà e dalla novità. La chiave di tutto sta nella variazione: il motore dell’evoluzione darwiniana è il meccanismo di replicazione e variazione. Potremmo provare a guardare il problema dal punto di vista opposto e dire: se si evolve nel modo descritto da Darwin, allora è vivo.
Contenuto di informazione. Negli ultimi anni gli scienziati hanno evidenziato l’analogia tra gli esseri viventi e i computer. L’informazione cruciale per replicare un organismo è trasmessa dai genitori ai figli con i geni. Ma, ancora una volta, l’informazione in quanto tale non basta. C’è una miriade di informazioni nella disposizione del tappeto di foglie del sottobosco, ma ciò non ha alcun significato. Per essere adatta alla descrizione di un essere vivente, l’informazione deve essere significativa per il sistema che la riceve: deve essere collocata in un “contesto”. In altri termini, l’informazione deve essere specificata. Ma da dove viene tale contesto, e come nasce spontaneamente in natura una specificazione dotata di significato?
Interazione hardware/software. Ogni forma di vita presente sulla Terra scaturisce dall’accordo a cui sono pervenute due classi di molecole molto diverse: gli acidi nucleici e le proteine. Questi due gruppi si completano reciprocamente in termini di proprietà chimiche, ma la relazione si spinge molto più a fondo, fino al cuore stesso di quel che si intende per vita. Gli acidi nucleici sono i depositari del “software” della vita, mentre le proteine, i veri esecutori delle attività vitali, rappresentano l’”hardware”. I due regni chimici possono interagire tra loro grazie ad un canale di comunicazione altamente specifico e raffinato che li collega, mediato da un codice: il cosiddetto codice genetico. Il codice e il canale di comunicazione, entrambi prodotti avanzati dell’evoluzione, hanno l’effetto di legare l’hardware e il software della vita in una maniera sconcertante e quasi paradossale.
Identità e mutazione. Un ulteriore paradosso della vita riguarda la strana congiunzione di identità e mutazione. Questo antico enigma è indicato a volte dai filosofi come il problema dell’essere contrapposto al divenire. Il compito dei geni è di replicare e conservare il messaggio genetico, ma senza la variazione è impossibile l’adattamento e i geni sono destinati ad essere soppiantati: adattarsi o morire è l’imperativo darwiniano. Ma come possono coesistere conservazione e mutazione in uno stesso sistema? E’ una contraddizione insita nel cuore della biologia. La vita prospera sulla Terra grazie alla tensione creativa tra queste due esigenze contrastanti, ma non capiamo ancora a fondo come venga condotta tale partita.
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Bibliografia: “Da dove viene la vita”; Paul Davies, Arnoldo Mondadori Editore, 2000.
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