Siamo figli delle stelle
“Da dove veniamo?” è la domanda per eccellenza, che da millenni anima la ricerca scientifica, la riflessione filosofica, il pensiero religioso e la curiosità di ogni essere umano. In “Dalle stelle alla cellula” (Apogeo), Francesco Cacciante parte proprio da questa domanda, accompagnando il lettore in un viaggio di quattro miliardi di anni, dalla formazione delle molecole organiche fino alle prime cellule viventi
Nel saggio “Dalle stelle alla cellula” (Apogeo), Francesco Cacciante, biologo e neuroscienziato, si propone di dipanare il mistero che si cela dietro l’origine della vita. Inoltre, l’autore dal 2022 cura sui social la pagina @acacciadiscienza, dove traduce complessi concetti scientifici in contenuti accessibili a tutti i suoi oltre 50.000 followers.
Il concetto da cui parte il libro è che la vita è informazione, per la precisione è espressione della stessa informazione presente nell’universo. L’obiettivo del saggio, suddiviso in 5 parti, è ricostruire il percorso mediante il quale l’informazione si è progressivamente organizzata fino a dare origine ai primi sistemi biologici e viventi. Tale processo è noto come abiogenesi, la tesi scientifica secondo la quale la vita si sia generata spontaneamente a partire dalla materia non vivente, attraverso un lento percorso biochimico che ha gradualmente aumentato la complessità dei sistemi. È un’idea fortemente contrastata, considerata impossibile, soprattutto dagli ambienti religiosi, ma sono numerosi i modelli che dimostrano il contrario.
La narrazione inizia dalle stelle. Lo sviluppo della nostra esistenza, infatti, è intrecciato alla vita e alla morte dei corpi celesti. Tutti gli atomi di cui siamo composti sono nati in una stella: Carbonio, Idrogeno, Ossigeno, Azoto, Fosforo e Zolfo sono stati forgiati dalla fusione nucleare che avviene all’interno delle stelle, ad eccezione dell’idrogeno nato con il Big Bang. Al morire della stella, con la sua esplosione, questi elementi sono stati rilasciati nello spazio siderale ed è per questo che erano presenti già nella Terra primordiale, chiamata Gaia. Seppur appare strano che molecole che hanno permesso l'origine della vita si siano originate nello spazio, luogo così ostile, ci sono delle evidenze empiriche al riguardo. Prima fra tutte, il meteorite di Murchison, caduto in Australia nel 1969, sul quale furono ritrovate tutte le nucleobasi presenti nel Dna e Rna, più di 100 amminoacidi, vari zuccheri, lipidi e acidi grassi. Fu la prova, quindi, che noi siamo letteralmente “figli delle stelle”.
Per ricordare meglio gli elementi sopradetti, Cacciante utilizza una sigla, Chonps, ma non è l’unica sigla presente nel saggio. Un’altra molto importante è Fuca, il primo antenato comune universale (First Universal Common Ancestor), ovvero, con buone probabilità, la prima cellula. Proprio in Fuca gli elementi Chonps vennero per la prima volta organizzati in configurazioni molecolari capaci di sostenere funzioni biologiche fondamentali, come la replicazione dell’informazione, in modo ancora grezzo rispetto alle cellule moderne. Tali caratteristiche vennero successivamente consolidate e raffinate in Luca (Last Universal Common Ancestor). Luca viene considerato come l'inizio della storia di tutti i viventi moderni, ma in realtà è già il punto di arrivo di una lunga storia evolutiva.
La seconda parte del saggio ha come titolo un concetto fondamentale: “il mondo a Rna”, ovvero la teoria più plausibile per la transizione tra la chimica prebiotica e la vita cellulare. Questa teoria propone che l'Rna, e non il Dna, sia stata la molecola protagonista delle prime fasi della vita. Tra le varie funzioni che svolgeva, oltre alla capacità di archiviare informazioni e l’attività catalitica, la più importante è che l’Rna abbia agito come primo replicatore.
Nella terza parte l’autore presenta un problema: come facevano le molecole del suddetto sistema replicatore (ligasi, ricombinasi, polipeptidi, ecc..) a interagire tra di loro nel lago craterico della Terra primordiale, un ambiente sconfinato per una molecola organica e in cui esse vagavano liberamente nell’acqua? La geniale soluzione evolutiva trovata fu la compartimentalizzazione, il processo di riduzione dello spazio in cui si trovano le molecole biochimiche per facilitare reazioni chimiche e interazioni. Grazie alla compartimentalizzazione sono nate le prime cellule e fin dalle origini fu resa possibile da una struttura chiamata membrana. La membrana è comune a tutte le cellule del Pianeta e questo vuol dire che doveva essere presente già in Luca.
La quarta parte tratta della sintesi proteica e delle sue origini. La sintesi proteica è il pilastro su cui si regge ogni forma di vita conosciuta e il suo cuore è il ribosoma, una struttura ibrida di Rna e proteine che si occupa del passaggio da acidi nucleici a proteine. Com’è tipico di questo saggio, dimostra al lettore l’incredibilità della natura, descrivendo come la sintesi proteica sia emersa da una sequenza di innovazioni che hanno risolto problemi specifici, uno dopo l’altro. Tale evoluzione viene presentata dall’autore attraverso una serie di teorie: quella dell’omo-dimero, quella della cooptazione evolutiva o la teoria dell’espansione biosintetica, che vengono ben approfondite e spiegate.
Nella quinta ed ultima parte, Francesco Cacciante scrive della transizione dall’Rna al Dna e della successiva e progressiva emersione di sistemi cellulari sempre più complessi, fino ad arrivare a Luca. In particolare il Dna sostituì l’Rna poiché era una molecola più stabile, capace di conservare l’informazione genetica in modo più affidabile nel tempo. Concentrandosi poi su Luca, esso era dotato di tutte le caratteristiche vitali tutt’oggi fondamentali (Dna, sintesi proteica, membrana cellulare, etc.), ma probabilmente era un organismo anaerobio e chemioautotrofo. Rispettivamente vuol dire che, poiché l’atmosfera primitiva della Terra non conteneva ossigeno, Luca utilizzava come accettori finali di elettroni molecole a base di ferro o zolfo; chemioautotrofo, invece, vuol dire che utilizzava energia derivante dai minerali per sintetizzare autonomamente le proprie molecole organiche.
In conclusione, “Dalle stelle alla cellula” è adatto a chi vuole cimentarsi in una lettura chiara ma impegnativa, che spiega come cosmologia e biologia siano in continuità. Grazie anche all’utilizzo di molte metafore ironiche, l’autore cerca di rivolgersi a quanti più lettori possibili, anche se è di certo un libro esigente: in un epoca che ama le risposte immediate, questo saggio insegna che capire da dove veniamo vuol dire comprendere processi lenti, imperfetti, complessi e stratificati.
Titolo: Dalle stelle alla cellula
Categoria: Saggi
Autore: Francesco Cacciante
Editore: Apogeo
Pagine: 250
Prezzo: 20.00