Imperfezione. Una storia naturale 9788832850901

Noi siamo il risultato di una serie di imperfezioni che hanno avuto successo. Il nostro cervello e il nostro genoma, due

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Imperfezione. Una storia naturale
 9788832850901

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La vita inaspettata Il fascino di un'evoluzione che non ci aveva previsto

Telmo Pievani

Imperfezione Una storia naturale

~ Raffaello Cortina Edif()fe

www.raffaellocortina.it

Copertina StudioCReE

ISBN 978-88-3285-090-1 © 2019 Raffaello Cortina Editore Milano, via Rossini 4 Prima edizione: 2019 Stampato da Puntoweh s.r.l., Ariccia (Roma) per conto di Raffaello Cortina Editore Ristampe 2

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2019 2020 2021 2022 2023

• Indice

1.

Una sottile imperfezione. E tutto cominciò Un vuoto, pieno di tutto Anisotropia Contingenza Uccidiamo il senno di poi Colpi di bocce cosmici

9 9 12 15 18 22

2. L'evoluzione imperfetta La più geniale delle imperfezioni Il grande compromesso della pluricellularità Dal punto di vista di un microbo Il sesso e altre catastrofi I campioni dell'imperfezione Un mondo di possibilità

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3. Imperfezioni che funzionano

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L'alce irlandese e le prime due leggi dell'imperfezione L'impronta dell'inutilità Utili stranezze Il problema degli organi perfetti Il possibile è più grande del reale

4. L'impronta del!' inutilità nel DNA Geni atavici e pollosauri C'è spazzatura e spazzatura

5

56 61 67 74 81

87 88 91

Indice

5.

Dal]unk DNA al]ungle DNA La legge della cipolla

96 103

Un accrocco proverbiale. Il cervello umano

111 112 116 121 124 131

Un cervello tardivo . Due piccoli cervelli smontano una teoria Quanti compromessi per un cetvello Bricolage cerebrale Noi e gli altri da noi

6.

Il sapiente imperfetto La più imperfetta delle rivoluzioni: camminare Come fare della fragilità una forza Scusi, può ripetere? Sempre un po' in ritardo

7.

Comprereste un'auto usata da Homo sapiens?

135 136 143 147 151

La bella imperfezione di una tastiera Le imprese dei sedicenti sapiens Terrapiattisti in crociera Non siamo equipaggiati per la lungimiranza

157 159 167 171 177

A conclusione, le leggi del!' imperfezione

185

Piccola bibliografia sull'imperfezione

195

6

A Carlo, Gianluigi, Roberto e Sandro, la banda che trasforma l'imperfezione in arte

D Una sottile imperfezione E tutto cominciò

È dimostrato che le cose non possono essere altrimenti: poiché, tutto essendo fatto per .un fine, tutto è necessariamente per il fine migliore. Notate che i nasi sono stati fatti per reggere occhiali, perciò abbiamo degli occhiali. Le gambe sono visibilmente costituite per calzare brache, e abbiamo delle brache. Le pietre sono state formate per essere tagliate e costruire castelli, perciò monsignore ha un bellissimo castello. Il maggior barone della provincia deve essere quello alloggiato meglio; e i maiali essendo fatti per essere mangiati, mangiamo carne di porco tutto l'anno. Di conseguenza, coloro che hanno affermato che tutto è bene hanno detto una sciocchezza, bisognava dire che tutto è per il meglio. VOLTAIRE,

Candido, o l'Ottimismo

In principio fu l'imperfezione. Una disobbedienza all'ordine precostituito, una ribellione senza testimoni, nel cuore della più buia delle notti. Qualcosa si ruppe nella simmetria, 13,82 miliardi di anni fa. Si alzò un soffio impercettibile, e la grande matita dell'universo cadde rovinosamente da una parte e non dall'altra. Una piccolissima, infinitesimale anomalia divenne scaturigine d'ogni cosa.

Un vuoto, pieno di tutto Le straordinarie ricerche fisiche di questi ultimi anni sull'infinitamente grande e sull'infinitamente picco9

Imperfezione

lo, figlie di ardite predizioni del secolo scorso, convergono nell'ipotizzare che il nostro universo non sia altro che l'incessante metamorfosi di uno stato perfetto di vuoto. Sì, candidamente, il vuoto. Assenza di materia, campi, particelle. Eppure il vuoto da cui tutto cominciò non era il nulla, al contrario: era tutto. Quel tutto in potenza perdurava in uno stato di equilibrio energetico. Il vuoto primordiale tuttavia non era immobile, la sua energia fluttuava. Era un vuoto quantistico, brulicante di oscillazioni casuali, di scontri simmetrici e reciproci annichilimenti tra particelle e antiparticelle (Tonelli, 2017). Perfetto nella sua media energetica globale, ma in-_ quieto, ribollente. In sé portava tutto e il contrario di tutto. Questo vuoto tremolante era la matrice primigenia di tutte le storie possibili. Ancorché compiuto in sé, dunque perfetto, era instabile. Poi avvenne qualcosa che nel De rerum natura il grande poeta latino Lucrezio, riprendendolo dal maestro Epicuro, definì clinamen. I primi atomisti greci immaginavano che lo stato primordiale del mondo fosse una pioggia eterna di particelle, che in modo perfettamente regolare cadevano da sempre l'una accanto all'altra in parallelo. Poi però l' armonia si era rotta e una minuscola perturbazione aveva deviato la traiettoria di un atomo, che ne aveva urtato un altro, e poi un altro e un altro ancora, a catena, scompaginando il quadro deterministico iniziale e innescando la storia del cosmo in tutta la sua magnificente imperfezione. Tutto era dunque cominciato da una piccola deviazione fortuita, da 10

Una sottile imperfezione

un deragliamento. Ecco, qualcosa di molto simile potrebbe essere successo, altrettanto casualmente, in una delle infinite fluttuazioni nel vuoto qua:n,tistico originario. Di per sé fu una minima.fluttuazione, come tante altre. In presenza forse di un'elusiva particella cugina del bosone di Higgs, l'inflatone, la simmetria primeva si spezzò. Lo stato perfetto di vuoto quella volta non si ripristinò, l'equilibrio andò in frantumi e una bolla inflattiva, spinta forsennatamente dall'energia del vuoto, fece esplodére lo spazio-tempo a velocità incalcolabile (Tonelli, 2016). Quella primigenia imperfezione, causata dalla ribellione degli inflatoni, impresse una prima direzione alla storia di tutto ciò che conosciamo sempre che di storia si possa parlare, considerando che tutto avvenne in miliardesimi di secondo. Dopo un altro di questi impercettibili istanti gli inflatoni si autoalimentarono e l'esplosione crebbe esponenzialmente fino a generare uno spazio-tempo ora macroscopico, incandescente, riempito di particelle senza massa, veloci come la luce e obbedienti a una sola forza unificata. Poi l'inflazione di colpo rallentò, come un ripensamento. Per. un trilionesimo di secondo la simmetria universale sembrò ripristinare uno stato di apparente perfezione, ma durò un nonnulla. Dopo la fase inflazionaria parossistica, la forza gravitazionale iniziò ad agire, il calo della temperatura fece condensare i bosoni di Higgs, la forza elettromagnetica si separò da quella nucleare debole, ed entrambe dalla forza gravi11

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tazionale. Le particelle iniziarono a interagire con l'onnipresente campo scalare di Higgs, incontrando resistenze differenti e dunque diversificandosi. Tali particelle, così decelerate dal campo, acquisirono masse distinte: quark, leptoni e bosoni mec diatori di forze. Un'altra anomalia si era impressa sul mondo come una firma irreversibile. Ne scaturì un'esotica biodiversità di particelle elementari, quelle sopravvissute fino a oggi e quelle estinte. Il dsultato fu che, a partire da questa seconda asimmetria, fecero il loro ingresso la materia visibile, forsanche la materia oscura, la luce e le quattro forze fondamentali. Prese forma, insomma, la struttura dell'universo così come la conosciamo. Ed era passato soltanto un secondo immacolato,

Anisotropia Contestualmente, una terza leggerissima ma fondamentale ilnperfezione influenzò per sempre il corso degli eventi. Per ragioni ancora da scoprire, forse anch'esse legate alle proprietà del campo di Higgs, la materia prevalse di un soffio sulla sua controparte speculare, l'antimateria, decretando l'eccesso arbitrario della prima sulla seconda che registriamo ancora oggi. Da questa sproporzione infinitesimale derivò la natura materiale, e non "antimateriale", della nostra realtà. Il seguito fu una cascata rapidissima di altre asimc metrie, ramificazioni e aggregazioni: un plasma di quark e gluoni, poi protoni, elettroni, neutroni, i 12

Una sottile imperfezione

primi nuclei carichi, quindi atomi e molecole, l'idrogeno e l'elio. Da quel secondo si passò a un'età di 380.000 anni dall'inizio- sempre che inizio sia la parola giusta visto che non.c'era un prima-quando finalmente la luce poté separarsi dalla materia e i fotoni in un lampo si propagarono liberamente in ogni dove. La radiazione cosmica di fondo a microonde, che recepiamo ancora oggi, è il segno fossile del primo flash del nostro universo fattosi trasparente. Permea da sempre il cosmo e ci giunge dal cielo in tutte le direzioni. A prima vista è molto omogenea, perché si diffuse dallo. stesso punto e in ogni luogo, ma non lo è del tutto. Osservandone le minuscole increspature e le differenze da regione a regione del cosmo, ci accorgiamo infatti di un' altra importantissima imperfezione. La radiazione di fondo rivela una struttura a ragnatela. Nella fase di aggregazione delle prime nubi di idrogeno ed elio, la gravità non agì in modo perfettamente uniforme. Fors~ a causa della presenza di una rete cosmica di materia oscura, le prime stelle e galassie si formarono in zone più addensate, separate da immense aree più rarefatte e vuote. Le piccolissime disomogeneità iniziali divennero i centri di attrazione attorno ai quali si formarono i primi ammassi stellari e poi galattici. Ecco perché la struttura dell'universo oggi non è uniforme e non tutto può accadere in ogni luogo. Se ci pensiamo bene, il meccanismo di fondo è il clinamen di Lucrezio, una rottura di simmetria. Se la materia fosse stata distribuita in modo perfettamente uniforme·(cioè 13

Imperfezione

fosse stata isotropa), la gravità avrebbe agito in modo uguale dappertutto e la materia sarebbe rimasta bloccata nella sua isotropia mentre lo spazio-tempo si espandeva. Se invece introduciamo una pur piccolissima anomalia, una deviazione, una perturbazione dell'isotropia, l'attrazione gravitazionale sarà leggermente più forte in una zona rispetto alle altre. Questa anisotropia, per quanto infinitesimale all'inizio, come nel clinamen si approfondisce e divarica sempre più, perché la materia addensandosi ne attira altra, l'instabilità gravitazionale aumenta e si crea una struttura diversificata, con profonde dissimmetrie tra regioni e regioni. Così in effetti accadde. Il tutto a causa di piccole imperfezioni forse già presenti al momento dell'inflazione iniziale e poi amplificatesi. L'anisotropia dell'universo è un'altra delle sue pregevoli imperfezioni e si riscontra ancor oggi nelle piçcolissime differenze di temperatura (nell'ordine di duecento milionesimi di grado) della radiazione cosmica di fondo, che è la fotografia dell'universo a 380.000 anni di età, nonché impronta digitale della sua struttura disomogenea. Da qui in poi, quella configurazione di asimmetrie nella densità di materia diventerà uno spartiacque, condizionando tutti gli eventi successivi. Come per effetto del dente di arresto in un ingranaggio, non si potrà più tornare indietro. Nelle parti di universo a maggior densità di materia l'espansione dello spazio-tempo venne rallentata dalla gravità. Nei punti più instabili la gravità fece collassare masse 14

Una sottile imperfezione

considerevoli di materia, le temperature all'interno salirono e si accesero le prime fornaci nucleari delle proto-stelle. Dopo 300 milioni di anni di buio, l'universo si illuminò di innumerevoli bagliori isolati. Senza quell'imperfezione anisotropa, non sarebbe successo e non sarebbero stati di conseguenza sintetizzati, nel cuore delle stelle, il carbonio, l'azoto, l'ossigeno, il neon, il sodio, il magnesio, il silicio, e via via gli elementi più pesanti come zolfo, calcio e ferro (Baggott, 2015). Il collasso di queste prime stelle e poi l'energia esplosiva liberata dalle supernove disseminarono le nubi interstellari di elementi ancor più pesanti. Ne derivò che le stelle successive, più stabili e longeve, ebbero una composizione chimica più diversificata. Nella struttura casuale del cosmo si formarono super-ammassi di galassie, grandi muraglie, maestosi filamenti, cordoni stellari, nebulose. Alcune zone erano più ricche di elementi pesanti, altre meno. Un grande palcoscenico era apprestato per mettere in scena un dramma dagli esiti imprevedibili. La storia dell'universo è una lunga sequenza di asimmetrie. Servirebbe una teoria della super-asimmetria.

Contingenza L'universo è anche un posto pericoloso. Le sue vastità sono squassate in ogni momento da violente catastrofi che ci annichilirebbero all'istante. Ispira un senso di sublime potenza, eppure la fisica delle infinitamente grandi e piccole scale ci dice che 15

Imperfezione

anch'esso è precario. Il tutto è precario. È nato, si è evoluto, scomparirà, per morte lenta e fredda o in un gran botto finale. Che si sia evoluto, e che un giorno lontano finirà, lo sappiamo da decenni. Che nella sua storia si annidino caso e instabilità, lo stiamo imparando a fatica in questi anni. Il tutto è precario perché non è perfetto, perché non è necessario e compiuto in sé, perché avrebbe potuto essere diversamente. I tanto fecondi clinamen di Lucrezio, riletti con il linguaggio della scienza del XXI secolo, diventano quelli che in inglese chiamiamo "turning points": punti di svolta. Differenze, talvolta minuscole, che hanno fatto la differenza. Si tratta di congiunture storiche che hanno una doppia proprietà: sono imprevedibili rispetto a quanto le precede, perché frutto di complesse interazioni non lineari tra molteplici fattori interdipendenti, che avrebbero reso possibili anche scenari alternativi; e sono decisive per quanto accade dopo, nel senso che la biforcazione da loro introdotta influenza causalmente e in modo profondo il corso degli eventi successivi. In altri termini, sono imprevedibili perché gli stati precedenti del sistema sono necessari ma non sufficienti per predirle in anticipo, e a loro volta gli stati futuri del sistema sono causalmente dipendenti da loro. Si dice allora che il prodotto di quel processo è contingente, nel senso che dipende fortemente dalla sua storia pregressa, cioè dalla sequenza, ogni volta unica, dei punti critici che lo hanno preceduto. 16

Una sottile imperfezione

Stante questa definizione, gran parte degli accadimenti storici non sono punti critici, o perché erano imprevedibili ma non hanno avuto conseguenze significative, o perché hanno avuto sì un impatto rilevante sul futuro ma erano relativamente prevedibili nel momento in cui si sono verificati. Se ciascuno degli innumerevoli episodi di una vicenda fosse un punto critico, non vi sarebbe alcuna storia comprensibile, perché dominerebbe un puro caos formicolare. È normale quindi che molti fatti siano irrilevanti rispetto al corso degli eventi successivi. Se però, al contrario, nessun episodio di una vicenda fosse un pùnto critico, allora sarebbe inutile attendere con curiosità l'esito della storia visto che tutto sarebbe già determinato e scritto fin dall'inizio nelle ferree leggi invarianti del processo. Le storie più belle indagate dalla scienza non ricadono, per fortuna, né nel primo né nel secondo caso estremo. Sono le vie di mezzo più interessanti, quelle storie in cui leggi e caso, come diceva Charles Darwin, interagiscono di volta in volta nei modi più imprevisti (Darwin, 2013). In queste situazioni il corso degli eventi ha una sua consequenzialità, una logica dettata da regolarità e leggi sottese, ma la robustezza del processo (il suo obbedire a cause ricorrenti) non è tale da renderlo deterministico a priori. Il processo, cioè, è punteggiato da svolte critiche influenti, o "accidenti congelati", che ne deviano il percorso, ne modificano l'esito e lo rendono unico. La contingenza quindi è il potere causale del singolo dettaglio storico, o, se preferite, la dipenden17

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za dalla storia.La sensibilità all'evento contingente accomuna i processi più importanti che ci riguardano direttamente: l'evoluzione cosmica e biologica; lo sviluppo individuale; le nostre stesse vite con i loro incontri determinanti e le svolte cruciali (Kampourakis, 2018). Nell'incessante tiro alla fune tra leggi e caso, la contingenza può assumere gradi differenti. In alcuni frangenti, particolarmente fluidi, la sensibilità è alta e molti punti critici spalancano alla storia una gamma di strade alternative, equamente probabili. In altri frangenti, più cristallizzati, la sensibilità è bassa perché le leggi invarianti del processo o i vincoli del momento rendono molto più probabili certi esiti rispetto ad altri. In quale fase della vostra vita vi trovate adesso? Fluida o cristallizzata, ad alta o bassa contingenza?

Uccidiamo il senno di poi Tutto lascia pensare che il grado di contingenza della storia cosmica e planetaria che ci riguarda sia stato sempre abbastanza alto. Dentro l'imperfetta e dunque massimamente affascinante scena cosmica, il nostro piccolo quartiere non ha proprio nulla di speciale. Siamo a 27 .000 anni luce dal centro di una normale galassia a spirale, la Via Lattea, in mezzo a uno dei suoi bracci periferici, lo sperone di Orione. Con i suoi almeno 100 miliardi di stelle, la nostra galassia fa parte di un ammasso modesto di 50 galassie noto come Gruppo Locale, a sua volta uno dei cento che compongono il super-ammasso della Vergine, ed entrerà in collisione con 18

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la galassia di Andromeda tra circa 400 milioni di anni. La nostra banale regione è però sufficientemente vecchia (1O miliardi di anni) perché molte stelle di prima generazione hanno avuto il tempo di esaurirsi e di esplodere in supernove diffondendo un ricco menù di elementi pesanti nel circondario, il che è quello che conta per noi. Una contingenza locale favorevole, figlia della sequenza precedente di punti critici. Dalle nostre parti la polvere di stelle, cioè il minestrone di molecole a base di elementi pesanti, comprendeva anche un ampio assortimento di composti del carbonio. Tra le molecole organiche in circolazione c'erano persino amminoacidi, basi azotate e altre aggregazioni interessanti sotto forma di catene lineari di molecole. Fatta eccezione per l'idrogeno, tutta la materia di cui sono fatti i nostri corpi viene da quelle fabbriche chimiche interstellari. Intorno a 4,8 miliardi di anni fa, pressappoco l'epoca in cui lo spazio-tempo iniziò nuovamente ad accelerare la sua espansione a causa dell'effetto contro-gravitazionale dell'energia oscura, una fredda e buia nube interstellare alla periferia della Via Lattea iniziò a collassare. Come Immanuel Kant e altri avevano ipotizzato, l'addensamento di materia nella nebulosa fece nascere il Sole con tutta la coreografia di pianeti che, muovendosi disciplinatamente sullo stesso piano e nello stesso verso, gli girano attorno. L'universo che ci circonda .è molto freddo, mediamente tre gradi sopra lo zero assoluto (cioè me19

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no 27 Ogradi Celsius). Bisogna mettere insieme una combinazione davvero fortunata di condizioni fisiche per mantenere da tre miliardi di anni una temperatura confortevole sulla superficie di una roccia vagante in questo cosmo gelido. Il caso inoltre ha voluto che il Sole ruoti alla velocità giusta, che il suo campo magnetico non sia troppo forte e che nel suo nucleo, alla nascita, vi fosse una quantità di combustibile (idrogeno) sufficiente per circa dieci miliardi di anni. È proprio la stella giusta al posto giusto, dentro la nube giusta. Sicuri? Questa idea di "giustezza", cioè avere né troppo né troppo poco di tutto quanto è necessario, può trarre in inganno la nostra mente. Si tratta infatti di un giudizio a posteriori, perché adesso noi . siamo qui, sulla Terra, ad ammirare colmi di stupore il cielo stellato e a ricostruire per via scientifica la storia dell'universo. Ma il senno di poi è il peggior nemico p~r la comprensione dell'evoluzione, perché tende a sottostimare tutti gli innumerevoli esiti alternativi che sarebbero stati possibili a partire dalle stesse condizioni. Il senno di poi fa apparire necessario e compiuto, cioè perfetto, ciò che non lo è per nulla. Ci induce persino a rovesciare la realtà. Guardando a ritroso una storia contingente, la nostra mente infatti è portata a ragionare nei termini fatalistici del destino e del disegno, selezionando alcuni eventi e non altri. Come se non ci fosse mai stata davvero scelta. Come se tutto fosse stato già scritto nelle carte distribuite all'inizio. Come se la necessità avesse tessuto da sempre la sua tela. Ma 20

· . Una sottile imperfezione

l'inevitabilità del risultato è un abbaglio consolatorio del senno di poi, che ci fa inanellare retrospettivamente le cause e gli effetti, il prima e il poi, le intenzioni e le conseguenze. Il problema è che la nostra mente ci porta proprio a ragionare nel modo seguente: quante coincidenze, cosmiche e personali, si sono dovute realizzare affinché io sia qui in questo momento; ma allora non può essere il frutto del caso, era destino che accadesse. Molti studi sul nostro cervello confermano questa forte attitudine psicologica di Homo sapiens verso animismo e teleologia, cioè il pensare per finalità, il preferire narrazioni in cui agenti intenzionali esibiscono i loro scopi e cercano di raggiungerli. Di conseguenza ci piace, e ci viene più facile, pensare che l'evoluzione cosmica e biologica vada dall'imperfetto al perfetto, dal semplice al complesso, dall'inorganico alla materia che pensa. Così fantasticando, rimuoviamo dalla nostra consapevolezza il potere dei punti critici, di quelle sottili imperfezioni e rotture di simmetria da cui dipende il corso degli eventi successivi. Se invece facessimo lo sforzo di comprendere l'evoluzione immedesimandoci nelle possibilità che c'erano in un dato momento storico - e poi guardando sia avanti sia indietro, ma sempre a partire dalle potenzialità di quel momento - allora si aprirebbero ai nostri occhi i molti contro-futuri (cioè i controptesenti dell'oggi) di cui era gravido il passato nei suoi punti critici e nelle sue imperfezioni. Non vedremmo soltanto l'unico presente che si è realizza21

Imperfezione

to, per poi giustificarlo come necessario, predeterminato, "naturale", persino inevitabile, alla luce del passato, ma apprezzeremmo la bellezza di tutte le storie possibili che non si sono realizzate. I presenti possibili ma irrealizzati sono contingenti rispetto a (cioè causalmente dipendenti da) eventi del passato che non si sono verificati. Sono quelli che i filosofi chiamano contro/attuali, versioni alternative e plausibili del passato in cui un cambiamento nelle biforcazioni critiche ha condotto a un esito diverso da quello che si è realizzato nella realtà. Il senno di poi è un veleno. Liberiamocene, e anche il futuro ci sembrerà più aperto.

Colpi di bocce cosmici Anche la storia della nostra casa planeta~ia è sempre stata aperta alle alternative e oggi potremmo vivere in contro-presenti ben diversi dal nostro, che ci pare speciale perché è l'unico che si è realizzato. A detta di chi ha avuto la fortuna di ammirarla con i propri occhi da un oblò, la T~rra vista dallo spazio ispira un senso profondo di fragilità e di responsabilità nei suoi confronti. Sembra davvero unica (e lo è, per quanto ne sappiamo finora). In altre parole, sembra proprio perfetta per la vita e per noi. Ma per arrivarci le fu richiesta una carriera planetaria piena di drammi e di contingenze. Il pianeta davvero perfetto è quello in equilibrio, dunque morto. Non è il nostro caso. Nel disco proto-planetario del debole Sole appena formatosi si scatenò una baraonda di collisioni, frantumazioni; aggregazio22

Una sottile imperfezione

ni, che culminò nella sòpravvivenza casuale di alcuni proto-pianeti più grandi: un gigante gassoso a debita distanza, Giove; alcuni giganti di ghiaccio più esterni; cinque pianeti interni di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra, Theia e Marte); nonché detriti e asteroidi un po' ovunque. Il terzo pianeta del Sole a quel tempo era una congerie incandescente di ferro, ossigeno, silicio, magnesio, calcio, alluminio, nichel e poco altro. Verso i 4,6 miliardi di anni fa si era strutturato con un nucleo, un mantello, una crosta e un'atmosfera velenosa. I movimenti del ferro fuso nel suo nucleo esterno generarono un campo magnetico che lo protesse da gran parte del vento solare. Qualità interessante, ma tra eruzioni vukaniche colossali e impatti di asteroidi la Terra restava pur sempre un posto infernale. Uno scienziato alieno di passaggio non avrebbe scommesso un soldo sulla sua fertilità. E invece 90 milioni di anni dopo successe l'imponderabile. Il pianetino Theia, troppo vicino alla Terra, disturbato da altri impatti in un grande biliardo cosmico casuale, entrò in rotta di collisione e si schiantò obliquamente contro il pianeta, devastandolo e strappandogli l'atmosfera. Una parte di Theia si fuse dentro il nostro pianeta, un'altra si disperse nello spazio e un'altra ancora diventò la Luna. La Terra, ora inclinata· sul proprio asse, acquisì il suo satellite. Nacquero stagioni e maree. In cento milioni di anni si riformò un'atmosfera, l'acqua si raccolse in un oceano primordiale; si innescò il complesso processo della tettonica a placche, l'effetto serra 23

Imperfezione

iniziò a stabilizzare il clima. La Terra iniziava la sua carriera di pianeta vivo, dinamico, in evoluzione. A questo punto le condizioni per ospitare organismi viventi erano forse già virtualmente in gioco, ma era troppo presto: il sistema solare, per nulla stabile come sembra, aveva in serbo altre brutali sorprese. Intorno a 3,8 miliardi di anni f~ la risonanza gravitazionale tra Giove e Saturno rese le loro orbite più eccentriche, con il risultato di perturbare fortemente la traiettoria di Nettuno, spingendolo verso l'esterno, oltre Urano e nel bel mezzo della fascia di Kuiper. Lo sconquasso gioviano scagliò comete ghiacciate e asteroidi impazziti in tutto il sistema solare, bombardando i pianeti interni, Terra e Luna comprese. Si scatenò un inferno di impatti catastrofici, che paracadutarono sulla superficie del nostro pianeta un'immensa quantità di materiali esterni, compresi probabilmente tanta acqua, carbonio, amminoacidi e altre molecole organiche. Insomma, non era scritto da nessuna parte che la Terra fosse il pianeta giusto nel posto giusto, perfetto in quanto tale. È il senno di poi a condurci nell'errore prospettico di sentirci baciati da un destino benevolo e inaggirabile. In realtà il sasso vagante che poi diventerà la nostra casa si guadagnò i galloni sul campo. Abitabile lo divenne dopo, al termine di un periodo geologicamente assai burrascoso, quando i colpi di bocce cosmici nel sistema solare finalmente cessarono. Questa perdita di perfezione e di unicità ci fa guadagnare in diversità, e tutto diventa più interessante. 24

Una sottile imperfezione

Se il nostro universo è nato in quel modo esplosivo, senza alcunché di speciale a renderlo unico se non quella fluttuazione casuale a base di inflatoni, chissà quante altre esplosioni esponenziali di spazitempi hanno illuminato il super7cosmo, popolandolo di universi alternativi, alcuni fertili di vita e altri no, e alcuni dei quali, chissà, attigui al nostro ma non comunicanti. Forse abbiamo compagnia e non lo sapremo mai. L'unico che calza bene per noi è anche l'unico che conosciamo. Imperfezione e contingenza non implicano un'improbabilità somma e irripetibile, ovvero: il fatto che l'universo sia come sia in virtù di una serie di rotture di simmetria e che la Terra possa ospitare la vita grazie a una miscela fortunata di condizioni favorevoli non significa affatto che questa sequenza di punti critici sia accaduta eccezionalmente una volta sola e che quindi la nostra storia sia unica o "speciale". Basti pensare alle migliaia di pianeti extrasolari che stiamo scoprendo, molti dei quali orbitano nella zona. abitabile, cioè in quella fascia di giustezza in cui la luminosità della loro stella e il raggio orbitale garantiscono virtualmente le temperature adatte alla vita. Si calcola che possano esserci più di 1Omiliardi di esopianeti simili alla Terra nella Via Lattea. Dieci miliardi, e soltanto nel nostro piccolo intorno cosmico! Dieci miliardi di possibilità, in questi paraggi, nella più buia delle notti. Certo, non basta trovarsi nella zona abitabile, ci vogliono anche acqua allo stato liquido e i composti organici di partenza, ma con miliardi e miliardi di pianeti caldi 25

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e umidicci sulla superficie dei quali sperimentare

il processo, cioè con miliardi di tentativi a disposizione, diventa piuttosto irragionevole (oltreché presuntuoso) pensare che l'abiogenesi, il nascere di forme di vita autoreplicanti a partire dalla chimica della materia inanimata, sia andata a buon fine esclusivamente sulla nostra palla di roccia e metallo sperduta nella cintura di Orione. Condividere questa pecllliare eventualità con altri sistemi planetari non significa però che la storia sia andata ovunque nello stesso modo, né che la nostra ricetta, a base di amminoacidi, nucleotidi, zuccheri e grassi, fosse quella perfetta. Il nostro menù chimico prevedeva principalmente carbonio, azoto, ossigeno, idrogeno, e una spruzzata di fosforo, zolfo e ferro. Altrove chissà. I batteri alieni che forse tra qualche anno scopriremo ci daranno larisposta. Li paragoneremo ai nostri microrganismi capaci di vivere in condizioni estreme, studieremo quali vie di sopravvivenza hanno trovato e capiremo quanto grande è la gamma della diversità esplorabile. Per quanto ne sappiamo, intanto, i primi passi della vita sulla Terra incrociarono pure loro molti punti critici. Sfiorammo il fallimento, molte volte, ma mai del tutto. E qui comincia la storia naturale dell'imperfezione biologica, il cuore del µostro viaggio.

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L'evoluzione imperfetta

Pangloss insegnava la metafisico-teologo-cosmoloscemologia. Provava in modo ammirevole che non c'è effetto senza causa e che, nel migliore dei mondi possibili, il castello di monsignore il barone era il più bello dei castelli e la signora la migliore delle baronesse possibili. VOLTAIRE,

Candido, o l'Ottimismo

Se nasci, ti nutri, cresci, interagisci con l'ambiente e con gli altri, possibilmente ti riproduci, e poi muori, e se insieme a molti altri tuoi simili morituri appartieni a una popolazione che evolve nel tempo, allora sei vivo. Da questo elenco di facoltà precipue si può notare quanto sia imperfetta quella paradossale e fragile meraviglia che chiamiamo vita. Come un'interminabile staffetta, un pulviscolo di miriadi di esistenze individuali appaiono e scompaiono, nascono, finiscono e si sacrificano, affinché l'avventura della specie possa continuare ancora per un po'. Se questo è il migliore dei mondi possibili, chissà gli altri.

La piu geniale delle imperfezioni Ancora non sappiamo se l'esordio avvenne in un ribollire di interazioni casuali nelle acque basse inondate dal Sole oppure nel gorgoglio buio sul fondo 27

Imperfezione

degli oceani vicino alle caldissime sorgenti idrotermali, sotto una pressione schiacciante. Forse, nei pori di questi camini sulfurei al confine tra acque bollenti e acque gelide, le prime membrane si chiusero su se stesse, imprigionando dentro piccole bolle d'acqua gli ingredienti essenziali per la vita che erano presenti tutto attorno. La membrana non era impermeabile: scambiava materiali con l'esterno, . nutrienti in ingresso e scarti i.ti uscita. Un bel giorno, intorno a 3,5 miliardi di anni fa, una di queste bolle inventò un metabolismo primitivo, si ingrandì sempre più e si divise in due: imparò a duplicarsi. Nelle sue figlie si replicò anche una sostanza, fatta come una collana di nucleotidi che si sdoppia e fa uno stampo di se stessa, in grado di trasmettere le informazioni per costruire l'organismo. Così il gioco ebbe inizio, un gioco potenzialmente senza fine, il gioco dell' autoreplicazione. . Ancora una volta, superato il punto critico un meccanismo di autoalimentazione innescò un processo senza fine. Catene di RNA acquisirono la capacità di fare copie complementari di se stesse, che poi si staccarono e si replicarono a loro volta. Poterono anche assumere differenti configurazioni spaziali e funzionali, compiendo operazioni su altre molecole come separare, tagliare, aggregare. Le catene di RNA si moltiplicarono, si diversificarono, divennero una · popolazione. Le versioni casualmente più efficienti prevalsero sulle altre. In questa evoluzione molecolare entrò quindi in scena un nuovo polimero, il DNA, un migli