Biologia, scienze della vita

Com'è cominciata la vita? Come si è evoluta per arrivare fino a noi? Come e perché è stata ricreata in laboratorio? La si può rendere immortale? Sono domande che non possiamo non farci. E a cui la scienza continua a dare risposte nuove e sorprendenti. Nel giro di pochi anni è cambiato tutto; oggi non solo il Dna si può estrarre e sequenziare con risultati assai affidabili ma questi studi aprono prospettive inimmaginabili. Cominciamo a capire chi erano davvero i nostri antenati e che rapporto c'era fra loro e i nostri cugini più prossimi, come si sono spostati da una parte all'altra della Terra, e come si sono incrociati. E come quelle migrazioni - così simili a quelle di oggi - ci abbiano consentito di prendere dai Neanderthal il buono (i geni capaci di difenderci da certi batteri e virus) e qualche volta il meno buono (la predisposizione a certe malattie). Sono solo alcune delle maggiori rivelazioni che negli ultimi anni stanno rivoluzionando la conoscenza dell'uomo, della sua storia e del mondo che ha popolato: dalla nascita della vita sulla Terra al sogno (impossibile) dell'immortalità. Tra geni e cellule, Covid e vaccini, creatività e studi sul cervello, uno dei maggiori rappresentanti della ricerca in Italia guida il lettore attraverso i più recenti e affascinanti sviluppi della scienza moderna spiegando come solo un rinascimento della ricerca possa contribuire a disegnare un futuro migliore per la nostra specie e il pianeta in cui viviamo.

Che cosa accadrebbe se l’umanità potesse alterare la sostanza stessa del codice genetico? Questa domanda è rimasta a lungo confinata al campo della fantascienza, ma tutto questo sta per cambiare, come ci rivela qui Kevin Davies. "Riscrivere l’umanità" ci porta per mano all’interno dell’affascinante mondo di una nuova tecnica di editing genetico chiamata CRISPR, una potente cassetta degli attrezzi che permette di correggere il DNA di qualsiasi organismo, la cui scoperta è valsa a Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna il Nobel per la chimica 2020. Davies aiuta il lettore a conoscere quella che è forse la più radicale conquista scientifica della nostra epoca, incontrando gli scienziati in prima linea nelle ricerche e i pazienti la cui storia commovente riporta il racconto a un livello più umano. L’autore chiarisce infatti le conseguenze che questa nuova tecnica può avere, risparmiando a milioni di persone gli effetti devastanti delle malattie ereditarie o i problemi che crea la disabilità.

Così come in "Altre menti", Peter Godfrey-Smith – «palombaro immerso nella scienza della vita» (Carl Safina) – ci invita a seguirlo negli oceani: ed estende questa volta lo sguardo al sottoregno dei metazoi, gli organismi pluricellulari il cui percorso evolutivo, cominciato oltre mezzo miliardo di anni fa, ha incanalato per svolte morfologiche ed emotivo-cognitive l’intera storia della vita animale fino ai primati e a Homo sapiens. I protagonisti sono quindi, di nuovo, organismi delle profondità marine, a partire dalle stupefacenti «spugne di vetro », diafane torri cilindriche prive di sistema nervoso ma elettricamente non inerti, teatro di esemplari mutualismi e vitale fonte di luce per altri organismi. Risalito alla superficie (attraverso l’evocazione delle cubomeduse, con i loro archeo-corredi oculari, o dei «coralli molli», brulicanti aggregati tentacolari simili a «foreste di minuscole mani»), Godfrey-Smith schiude poi con il suo racconto scenari a noi sempre più prossimi, come le decisive transizioni cinetiche (il passaggio dal «nuotare» allo «strisciare» in certi vermi), biologiche (l’endotermia, sviluppata in modo autonomo dai mammiferi e dagli uccelli) e sociali (l’«intelligenza» degli insetti). Emerge così come il percorso filogenetico (l’intreccio, più che la progressione, di «pinne-arti-ali») sia caratterizzato da un rapporto di continuità/discontinuità nel succedersi delle varie forme di percezione del sé e del mondo elaborate in tante specie diverse – forme che finiscono con lo sfumare, fino quasi a dissolverlo, il gap tra materia e mente, e a rendere via via più esteso, stratificato ed elusivo il processo dell’«esperienza cosciente».

La genetica è nata e si è sviluppata su un presupposto deterministico: la stabilità del gene e la sua trasmissibilità ereditaria. Eppure tutta la biologia contemporanea ci parla della variabilità come di una condizione permanente ed essenziale dell'essere vivente che non può essere ridotta a puro rumore o fluttuazione: il caso non è un accidente che perturba il processo deterministico. Nel vivente non c'è un ordine stabilito bensì un disordine organizzato che rende possibile la vita e la sua evoluzione. Ampliando il campo di applicazione dell'ontologia darwiniana, che assume la variazione aleatoria come forza motrice del processo evolutivo, Kupiec delinea una concezione anarchica del vivente che contesta l'idea di un ordine cogente inscritto nei geni. Gli organismi non sono società centralizzate di cellule che obbediscono al genoma o all'ambiente esterno, ma comunità cellulari autogestite che vivono per sé stesse e che per mantenere le proprie funzioni vitali sono spinte a cooperare, realizzando delle vere e proprie reti di mutuo appoggio. Ed è questa la nuova via che deve intraprendere la ricerca biologica per uscire dalle secche in cui l'ha spinta la genetica.

Hanno colonizzato la terraferma oltre 400 milioni di anni fa innescando una delle più profonde transizioni geobiologiche del pianeta, la "terrestrializzazione", che ha consentito lo sviluppo degli ambienti dove molto più tardi - circa 200 mila anni fa - l' Homo sapiens si è saldamente insediato. Le piante sono i decani della Terra eppure siamo soliti pensare a questo come al nostro pianeta e ne consumiamo avidamente risorse e spazi. Per fortuna, al contrario di noi, il mondo vegetale lavora da sempre per escogitare soluzioni efficaci al problema della conservazione: ha ideato il mutuo soccorso tra specie, con le numerose simbiosi alla base di interi ecosistemi. È il geniale "inventore" del più straordinario sistema per produrre energia pulita esistente sulla Terra, la fotosintesi che trasforma in ossigeno l'anidride carbonica, ma ha anche il "copyright" delle fonti energetiche non rinnovabili (petrolio, carbone, gas). Ha tessuto una straordinaria rete di interconnessioni globali dalla cui varietà e armonia trae forza la salute del pianeta. Tutto questo, insieme, compone il capolavoro di complessità che chiamiamo "vita", un miracolo unico e fragile, oggi minacciato dall'opera dell'Uomo. Ma se si allea con la Natura, la Scienza può ancora invertire la rotta dell'umanità. In un futuro non troppo lontano la Robotica e l'Intelligenza Artificiale offriranno soluzioni concrete per proteggere il clima e la biodiversità. Robot interamente biodegradabili monitoreranno l'inquinamento aiutandoci a contrastarlo mentre altri, ispirati all'intelligenza diffusa delle piante, ci consentiranno di studiare sempre più a fondo il grande libro della Natura, per carpirne leggi e segreti. In pagine ricche di storie naturali, invenzioni meravigliose e ricerche entusiasmanti, Barbara Mazzolai ci parla del futuro che ci aspetta e di come, oggi, lo stiamo già costruendo nei laboratori di tutto il mondo.

Sono pochi i subacquei capaci di rimanere insensibili di fronte alla bellezza degli eterobranchi, di cui i nudibranchi rappresentano il gruppo più noto e ricco di specie. Queste lumache dai colori sgargianti e dalle forme bizzarre, infatti, riescono ad affascinare anche chi si immerge alla ricerca di emozioni diverse; gli appassionati di biologia ed i fotografi subacquei, poi, sono spesso stregati dalla loro complessità e bellezza. In questo contesto, stupisce e rammarica il fatto che ben pochi subacquei sappiano che il mare del Conero è geloso custode di un gran numero di specie di eterobranchi, alcune delle quali estremamente rare nel resto del Mediterraneo. Questa guida, giunta ora alla seconda edizione riveduta, ampliata e corretta, introduce il lettore agli aspetti più importanti dell’anatomia e dell’ecologia di questi animali, presenta l’area marina della Riviera del Conero e la descrizione dettagliata delle settantadue specie di eterobranchi ad oggi osservate in zona.

Le piante coltivate, nonostante i progressi scientifici, stanno paradossalmente diventando sempre più fragili e sono nel complesso più a rischio che in passato: lo testimoniano le gravi epidemie che si susseguono a catena nelle campagne. A causa di pratiche agronomiche largamente in uso stiamo minando la biodiversità e la naturale resilienza delle nostre coltivazioni. Per fronteggiare le malattie più pericolose, come quelle epidemiche, occorrono allora strategie di protezione innovative e coraggiose. Questo studio, più che al contrasto del patogeno, rivolge l'attenzione alla pianta che lo ospita e alle reali possibilità di rafforzarla attraverso processi di induzione di resistenza. Anche le piante, come gli animali, imparano dalle loro 'esperienze' e sono in grado di immunizzarsi: dopo l'infezione, possono diventare resistenti alla malattia o ad altri fattori di stress. Il volume propone di individuare e utilizzare piante immunizzate naturalmente, che abbiano superato anche il vaglio della selezione darwiniana del più adatto e dimostrato così tolleranze/resistenze indotte stabili e trasmissibili.

Conoscere i desideri delle persone e gli aspetti che influenzano le loro decisioni d'acquisto è la chiave di volta per il successo di ogni progetto di marketing. Ma come fare a entrare nelle menti e nei cuori dei consumatori? La risposta si chiama Neuromarketing applicato. Grazie a questo manuale apprenderete le principali nozioni della neurobiologia del desiderio, scoprirete il ruolo fondamentale della dopamina e l'importanza dell'irrazionalità nelle decisioni umane. Comprenderete il concetto di ricompensa e la sua capacità di far aumentare il desiderio di acquisto: il processo decisionale e le emozioni non avranno più segreti per voi e saprete come utilizzare gli strumenti per misurare tutto questo. Sarete, infine, in grado di prevedere il successo di una strategia di marketing e comunicazione per il lancio di un nuovo prodotto, servizio o campagna marketing.

E se sott'acqua riuscissimo a parlarci e a sentirci? Sembra un'idea bizzarra, eppure nel «mondo del silenzio» i pesci comunicano fra di loro e ne hanno di cose da dirsi… Giovane scienziato e divulgatore dallo straordinario talento, Bill François ci accompagna in un'immersione nel «grande blu» abitato da due milioni di specie animali di cui conosciamo a malapena il dieci percento, dove incontreremo balene musiciste, merluzzi che hanno scoperto l'America, ascolteremo la voce del tonno rosso, impareremo a muoverci ordinatamente come le sardine, assisteremo alla crescita del cavalluccio marino e sentiremo l'eloquio delle capesante. Letto alla luce fluorescente delle meduse dai colori invisibili all'occhio umano, questo libro è un tuffo nelle profondità della scienza e della storia, dove le leggende più fantasiose appaiono più credibili di una realtà così sorprendente da sembrare incredibile. Miti, aneddoti e scoperte scientifiche navigano in perfetta armonia in questo racconto, che è un'immersione onirica e scientifica al tempo stesso, dove si impara che l'intelligenza umana è solo una tra le forme di intelligenza presenti sul nostro pianeta.

Cos'è la vita? Se cercate in un dizionario, noterete che le definizioni si mordono per così dire la coda, ricorrendo a espressioni come "esseri viventi", "organismi", "animali e vegetali". La scienza della vita, secondo JV Chamary, è "scienza di eccezioni", ed è per questo che è così difficile definire in maniera calzante cosa sia. Forse, allora, la soluzione ideale è descrivere i processi biologici fondamentali condivisi da tutte le forme di vita del pianeta (e chissà, forse anche da quelle del resto del cosmo), scegliendo come filo conduttore l'unica legge della biologia: l'evoluzione. Partendo dall'origine della vita, il libro descrive fenomeni biologici di complessità crescente, guidandoci in un percorso che va dalle unità elementari (i geni e le cellule) agli organismi multicellulari più complessi e si conclude con le popolazioni e la loro interazione con l'ambiente. La fine della storia, in realtà, è ancora da scrivere. L'ultimo capitolo del libro, dedicato alla biologia di sintesi, apre una porta sul futuro della biologia e della vita stessa. Homo sapiens si sta dimostrando l'unica specie capace di creare la vita da zero. Forse la risposta alla domanda iniziale non è più così lontana...

Giovanissima e già consacrata dal Nobel, la tecnica inventata da Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier consente di tagliare e cucire il DNA, riscriverlo, modificarlo a proprio piacimento. Con il suo aiuto possiamo silenziare un gene o inserirne uno nuovo, apportare ritocchi invisibili o progettare un nuovo organismo da zero, prendere in mano il destino della vita. Benvenuti nell'era di CRISPR. Questo strumento è stato paragonato a un coltellino svizzero multifunzione perché, pur essendo a buon mercato, è affilato, preciso, versatile. Ma assomiglia anche alla funzione «trova e sostituisci» dei programmi di videoscrittura, perché CRISPR è un comando programmabile per correggere i refusi del DNA. Tanto che si parla di «editing del genoma», anziché di ingegneria genetica. Tutto bene, quindi? Non proprio. Dalla pubblicazione della prima edizione di questo libro (2017) a questa nuova edizione accresciuta, le novità sono state molte. La più bella: assistere al successo (preliminare ma entusiasmante) della prima terapia genica a base di CRISPR su una donna affetta da una grave malattia. La più preoccupante: scoprire che le prime bambine con il DNA modificato prima della nascita sono venute al mondo senza le necessarie garanzie etiche e scientifiche. CRISPR, dunque, continua a sollevare problemi di fondamentale importanza. Come possiamo coglierne i frutti in termini di sostenibilità ambientale, progressi medici, nuove conoscenze, evitando i possibili abusi? Siamo tecnicamente e culturalmente pronti a correggere in modo ereditabile il genoma umano? Il dibattito è in corso, ci riguarda tutti, e per comprendere i termini di questa vicenda cruciale, il libro di Anna Meldolesi è lo strumento giusto.

"C'è il modo dei mammiferi e c'è il modo degli uccelli", e quest'ultimo è molto più di un semplice modello di comportamento, come abbiamo sempre pensato. Nuovi studi dimostrano che la nostra tradizionale idea di come gli uccelli comunicano, nutrono i piccoli, si corteggiano, in altre parole, di come vivono sia molto limitata. L'intelligenza alla base di queste attività e la presenza di comportamenti che una volta consideravamo unicamente nostri: l'inganno, la manipolazione, il rapimento, persino l'infanticidio, ma anche l'ingegnosa comunicazione tra specie diverse, la ricerca di cooperazione, l'altruismo e il gioco, sono tutti aspetti che gli studiosi stanno scoprendo e che stanno cambiando completamente la nostra percezione di quello che è veramente il mondo degli uccelli. Attingendo alle sue osservazioni personali, ai suoi numerosi viaggi ornitologici in tutto il mondo e alle ricerche più recenti Jennifer Ackerman dimostra che, nonostante quello che pensiamo da sempre, non esiste un unico modo di essere un uccello, ed è ciò che li rende così belli e affascinanti.