L’evoluzione della cellula
Recensione di Pietro Omodeo, Evoluzione della cellula. Un approccio multidisciplinare, Edizioni ETS – Naturalmente Scienza, Pisa, 2010.Ho evitato di drogarmi con le novità, perché so che il lavoro dei biologi e dei naturalisti che ci hanno preceduti ha fornito tante notizie che attendono di essere comprese, rivalutate e utilizzate. So anche, però, che occorre saper rinunciare, quando bisogna, a vecchie […]
Recensione di Pietro Omodeo, Evoluzione della cellula. Un approccio multidisciplinare, Edizioni ETS – Naturalmente Scienza, Pisa, 2010.
Nei capitoli 2-4 Omodeo ci guida con semplicità e sicurezza, attraverso l’approccio comparativo, a conoscere i quattro compartimenti funzionali della cellula, che «esistono in tutte le cellule anche se non sempre appaiono fisicamente separati ed anche se il confronto ci dice che la loro composizione e la loro struttura sono mutate nel corso dell’evoluzione» (p. 18). I quattro compartimenti sono: la membrana plasmatica che delimita la cellula, il compartimento che presiede al metabolismo (proteine e altre molecole), il compartimento che conferisce forma e sostegno, e il genoma. Nella presentazione di Omodeo, i quattro compartimenti ci appaiono come sistemi con traiettorie evolutive parzialmente indipendenti, che – intrecciate e diversamente combinate – hanno dato concretezza ai diversi “modi di essere cellula”, alcuni dei quali sono ancora tra noi. E allora quali sono le differenze fondamentali tra il genoma dei procarioti e degli eucarioti, che danno al secondo la possibilità di superare vincoli strutturali e funzionali del primo? L’avvolgimento del DNA in forma di “cromatina” impedisce l’interazione chimica del filamento con se stesso, aumentando esponenzialmente le potenzialità. Gli uni e gli altri sono legati dall’evoluzione, ma con quali passaggi? In che ordine? E quando? Molto interessanti anche i capitoli sulla sessualità (cap. 8), sull’evoluzione della motilità cellulare (cap. 9) – compreso il flagello batterico, esempio favorito di supposta “complessità irriducibile” e quindi non “evolvibile” da parte dei sostenitori del Disegno Intelligente, sebbene Omodeo giustamente non li chiami in causa – e sui trend evolutivi (cap. 10), con un quadro complessivo che mostra una generalizzata tendenza alla multicellularità con, tra l’altro, la necessaria “morte programmata” delle cellule (apoptosi).
La filogenesi e la sistematica degli unicellulari sono un campo atipico, nota Omodeo:
Lo scambio laterale di geni attraverso una forma di sessualità chiamata “trasformazione”, l’endosimbiosi, la regressione, la digressione (p. 73), la “progressione” sono processi molto sfuggenti nello studio dell’evoluzione della cellula. L’albero della vita, l’albero filogenetico, non si applica facilmente. In realtà – aggiungo – tutto ciò sta finendo per rivoluzionare la biologia evoluzionistica nel suo complesso (O’Malley 2010, O’Malley & Dupré 2007), e qui, nell’evoluzione della cellula, vediamo le fondamenta di questa revisione.
La scoperta dell’evoluzione della cellula – anzi, di tutte le “variazioni sul tema” – è un processo indiziario, investigativo. Come fu la prima cellula eucariote? Le prove fossili sono poche in questo campo (p. 104). Vi sono varie prove a favore del fatto che essa fosse simile a un archeo che aveva inglobato una cellula batterica capace di utilizzare l’ossigeno per la respirazione cellulare (p. 73). Ma le prossime prove confermeranno questa ipotesi? Ad esempio, per lungo tempo
Il sottotitolo del libro è “Un approccio multidisciplinare”. Omodeo non parla esplicitamente del proprio approccio, né della multidisciplinarietà, ma da ogni pagina del libro emerge chiaramente come il mondo delle cellule richieda una integrazione di punti di vista, dalla biologia molecolare alla biologia evoluzionistica, alla citologia e alla microbiologia, nonché alla biofisica, alla paleontologia, zoologia, botanica e così via. Anche la “scienza del controllo” (anche nota come cibernetica) ha trovato uno degli ambiti più fecondi di applicazione nello studio delle cellule, e in particolare dei processi di regolazione. L’immagine della cellula come “disciplinata orchestra” (p. 48), tra l’altro, ha ormai integrato l’informazione genetica (un tempo vista come una informazione “a statuto speciale”, quasi digitale, codificata, “controllante”) nel bel mezzo dei processi e flussi di più varia natura che avvengono nella cellula:
Come abbiamo letto all’inizio, «bisogna anche saper rinunciare a idee che ci sono care». Chiaramente autobiografico (da autobiografia scientifica) questo riferimento da parte di Omodeo, uno scienziato che ha speso tutta la sua lunga carriera in un campo al quale ha anche dato apporti significativi, e che si rende conto che la scienza supera il singolo scienziato, il quale può assistere al cambiamento di quella impresa collettiva alla quale contribuisce. Così, nel capitolo 6 (p. 60 e sgg.) Omodeo spiega come le tappe evolutive della comparsa del nucleo negli eucarioti debbano essere state diverse da quelle che egli stesso ed altri avevano individuato.
L’evoluzione della cellula è una campo molto affascinante, pieno di conoscenze stupefacenti accumulate nell’ultimo secolo, ma anche di ipotesi ardite “fino a prova contraria”, e di sfide nel trovarle, queste prove, nell’inventare con creatività i modi per farlo. Con la sobria e concisa monografia Evoluzione della cellula, Pietro Omodeo ci regala un’ottima introduzione a tutto questo.
Emanuele Serrelli
Informazioni sul libro:
www.edizioniets.com
www.naturalmentescienza.it
Tel. 050/7213020
Distribuzione PDE, via Tevere 54, I-50019 Sesto Fiorentino (FI)
Riferimenti bibliografici:
O’Malley MA & Dupré J (2007). Size doesn’t matter: towards a more inclusive philosophy of biology. Biology & Philosophy, 22(2), pp.155-191. Link
O’Malley MA, ed. (2010). Special Issue: The Tree of Life. Biology & Philosophy 25(4). Link
Segnaliamo anche l’ipertesto di Pietro Omodeo disponibile gratuitamente Biologia. La vita e la sua storia, messo a disposizione dell’ANISN – Associazione Nazionale Insegnanti di Scienze Naturali.
Ho evitato di drogarmi con le novità, perché so che il lavoro dei biologi e dei naturalisti che ci hanno preceduti ha fornito tante notizie che attendono di essere comprese, rivalutate e utilizzate. So anche, però, che occorre saper rinunciare, quando bisogna, a vecchie convinzioni accettate dalla comunità scientifica e anche a idee che ci sono care (p. 6).
Così Pietro Omodeo (Cefalù, 1919) introduce questo piccolo e recente frutto della sua lunga carriera scientifica. “Non drogarsi con le novità” è una sensazione che anche il lettore prova, e con beneficio: in questo libro (un totale di 126 pagine) possiamo trovare una mappa chiara per esplorare le cellule, la loro varietà, la loro evoluzione e i problemi che gli scienziati devono affrontare per conoscerla.Nei capitoli 2-4 Omodeo ci guida con semplicità e sicurezza, attraverso l’approccio comparativo, a conoscere i quattro compartimenti funzionali della cellula, che «esistono in tutte le cellule anche se non sempre appaiono fisicamente separati ed anche se il confronto ci dice che la loro composizione e la loro struttura sono mutate nel corso dell’evoluzione» (p. 18). I quattro compartimenti sono: la membrana plasmatica che delimita la cellula, il compartimento che presiede al metabolismo (proteine e altre molecole), il compartimento che conferisce forma e sostegno, e il genoma. Nella presentazione di Omodeo, i quattro compartimenti ci appaiono come sistemi con traiettorie evolutive parzialmente indipendenti, che – intrecciate e diversamente combinate – hanno dato concretezza ai diversi “modi di essere cellula”, alcuni dei quali sono ancora tra noi. E allora quali sono le differenze fondamentali tra il genoma dei procarioti e degli eucarioti, che danno al secondo la possibilità di superare vincoli strutturali e funzionali del primo? L’avvolgimento del DNA in forma di “cromatina” impedisce l’interazione chimica del filamento con se stesso, aumentando esponenzialmente le potenzialità. Gli uni e gli altri sono legati dall’evoluzione, ma con quali passaggi? In che ordine? E quando? Molto interessanti anche i capitoli sulla sessualità (cap. 8), sull’evoluzione della motilità cellulare (cap. 9) – compreso il flagello batterico, esempio favorito di supposta “complessità irriducibile” e quindi non “evolvibile” da parte dei sostenitori del Disegno Intelligente, sebbene Omodeo giustamente non li chiami in causa – e sui trend evolutivi (cap. 10), con un quadro complessivo che mostra una generalizzata tendenza alla multicellularità con, tra l’altro, la necessaria “morte programmata” delle cellule (apoptosi).
La filogenesi e la sistematica degli unicellulari sono un campo atipico, nota Omodeo:
Per lo studio dell’evoluzione di piante e animali è – ed è stato – guida sicura il principio che: ogni autentica somiglianza tra strutture omologhe di due taxa indica parentela, mentre ogni diversità tra strutture omologhe, indica un percorso evolutivo divergente. Questo principio purtroppo si utilizza male tanto nel campo dell’evoluzione dei procarioti quanto nel campo dell’evoluzione dei protisti (pp. 15-16).
Lo scambio laterale di geni attraverso una forma di sessualità chiamata “trasformazione”, l’endosimbiosi, la regressione, la digressione (p. 73), la “progressione” sono processi molto sfuggenti nello studio dell’evoluzione della cellula. L’albero della vita, l’albero filogenetico, non si applica facilmente. In realtà – aggiungo – tutto ciò sta finendo per rivoluzionare la biologia evoluzionistica nel suo complesso (O’Malley 2010, O’Malley & Dupré 2007), e qui, nell’evoluzione della cellula, vediamo le fondamenta di questa revisione.
La scoperta dell’evoluzione della cellula – anzi, di tutte le “variazioni sul tema” – è un processo indiziario, investigativo. Come fu la prima cellula eucariote? Le prove fossili sono poche in questo campo (p. 104). Vi sono varie prove a favore del fatto che essa fosse simile a un archeo che aveva inglobato una cellula batterica capace di utilizzare l’ossigeno per la respirazione cellulare (p. 73). Ma le prossime prove confermeranno questa ipotesi? Ad esempio, per lungo tempo
…si è creduto di trovare questo eucariote ridotto – al quale era stato dato il nome di archeozoo – tra i protisti polimastigini, tra le amebe e tra i microsporidi […]. Controlli rigorosi, tuttavia, hanno rivelato che il genoma di questi organismi, tutti anaerobi e parassiti, è riconoscibile la traccia di un precedente possesso di mitocondri (p. 16).
Tra gli organismi unicellulari sopravvissuti fino al nostro tempo, alcuni possono assomigliare a organismi estinti, sorta di “fotografie del passato”, ma ciò non è garantito, e soprattutto: quali?Il sottotitolo del libro è “Un approccio multidisciplinare”. Omodeo non parla esplicitamente del proprio approccio, né della multidisciplinarietà, ma da ogni pagina del libro emerge chiaramente come il mondo delle cellule richieda una integrazione di punti di vista, dalla biologia molecolare alla biologia evoluzionistica, alla citologia e alla microbiologia, nonché alla biofisica, alla paleontologia, zoologia, botanica e così via. Anche la “scienza del controllo” (anche nota come cibernetica) ha trovato uno degli ambiti più fecondi di applicazione nello studio delle cellule, e in particolare dei processi di regolazione. L’immagine della cellula come “disciplinata orchestra” (p. 48), tra l’altro, ha ormai integrato l’informazione genetica (un tempo vista come una informazione “a statuto speciale”, quasi digitale, codificata, “controllante”) nel bel mezzo dei processi e flussi di più varia natura che avvengono nella cellula:
…ogni cellula è alimentata da un continuo flusso di materia e di energia la quale veicola sua volta un flusso di informazione; l’informazione, che ha due fonti, il patrimonio ereditario e l’insieme dei sensori, controlla e regola a sua volta il flusso di materia ed energia (p. 48).
È l’ordine autopoietico (cioè, che si autoalimenta) dei cibernetici (cap. 5), in cui l’informazione è nel processo, lì si genera, si mantiene, si trasforma.Come abbiamo letto all’inizio, «bisogna anche saper rinunciare a idee che ci sono care». Chiaramente autobiografico (da autobiografia scientifica) questo riferimento da parte di Omodeo, uno scienziato che ha speso tutta la sua lunga carriera in un campo al quale ha anche dato apporti significativi, e che si rende conto che la scienza supera il singolo scienziato, il quale può assistere al cambiamento di quella impresa collettiva alla quale contribuisce. Così, nel capitolo 6 (p. 60 e sgg.) Omodeo spiega come le tappe evolutive della comparsa del nucleo negli eucarioti debbano essere state diverse da quelle che egli stesso ed altri avevano individuato.
L’evoluzione della cellula è una campo molto affascinante, pieno di conoscenze stupefacenti accumulate nell’ultimo secolo, ma anche di ipotesi ardite “fino a prova contraria”, e di sfide nel trovarle, queste prove, nell’inventare con creatività i modi per farlo. Con la sobria e concisa monografia Evoluzione della cellula, Pietro Omodeo ci regala un’ottima introduzione a tutto questo.
Emanuele Serrelli
Informazioni sul libro:
www.edizioniets.com
www.naturalmentescienza.it
Tel. 050/7213020
Distribuzione PDE, via Tevere 54, I-50019 Sesto Fiorentino (FI)
Riferimenti bibliografici:
O’Malley MA & Dupré J (2007). Size doesn’t matter: towards a more inclusive philosophy of biology. Biology & Philosophy, 22(2), pp.155-191. Link
O’Malley MA, ed. (2010). Special Issue: The Tree of Life. Biology & Philosophy 25(4). Link
Segnaliamo anche l’ipertesto di Pietro Omodeo disponibile gratuitamente Biologia. La vita e la sua storia, messo a disposizione dell’ANISN – Associazione Nazionale Insegnanti di Scienze Naturali.
