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Nature,
410, 22 marzo 2001, p. 417
traduzione italiana e introduzione di Giovanni Monastra
Introduzione
Michael J. Denton e la concezione platonico-aristotelica della natura L’articolo
del biochimico Michael J. Denton, che riportiamo qui di seguito in versione
originale e in traduzione italiana, è stato pubblicato recentemente sul prestigioso
settimanale scientifico inglese Nature. Abbiamo pensato che fosse molto utile
farlo conoscere a un pubblico più vasto dato il suo contenuto molto interessante,
che potrà essere apprezzato non solo dagli studiosi di discipline biologico-naturalistiche,
ma anche da tutti coloro i quali seguono il dibattito contemporaneo sui meccanismi
che presiedono al processo della “evoluzione” del mondo vivente. Infatti l’Autore,
basandosi su alcuni dati scientifici inoppugnabili, delinea un quadro della
natura dove esistono delle regole formali, fisicamente analizzabili
come l’avvolgimento nello spazio delle catene polipeptidiche costituenti
le proteine, regole che sembrano presiedere molti fenomeni di tipo evolutivo.
Potrebbero essere parte di quelle leggi, di tipo platonico-aristotelico,
peraltro ancora da chiarire, che guidano e strutturano il divenire del
mondo biologico.
Tale posizione, ridimensionando in modo netto il ruolo delle mutazioni casuali
e della selezione naturale, è chiaramente antidarwinista, pur rimanendo nell’alveo
della ricerca scientifica ortodossa. D’altra parte alcune idee di Denton
ricordano gli studi, ormai classici, del grande citogenetista Antonio Lima-de-Faria,
di cui speriamo presto di vedere la pubblicazione in italiano del poderoso Evolution
without Selection (Elsevier, 1988), recentemente tradotto da Stefano Serafini,
con la supervisione del genetista Giuseppe Sermonti. Se il contenuto dell’articolo
è meritevole di segnalazione, sotto un altro aspetto lo è ancor di più il fatto
stesso di essere stato pubblicato in una rivista che fino ad ora ha sempre difeso
la concezione darwiniana della evoluzione. Infatti Nature nei passati decenni
ha più volte attaccato gli studi “alterantivi” di alcuni biologi e naturalisti
poco propensi a seguire la corrente maggioritaria. Lo stesso Denton, negli anni
ottanta, fu violentemente criticato sulle pagine di questa rivista per il suo
libro Evolution, a Theory in Crisis (Burnett, Londra 1985): venne infatti accusato
da Mark Ridley di scarsa competenza nell’argomento trattato e di aver riproposto
contro Darwin vecchie critiche ormai superate, il che equivale a dire che il
suo libro era improponibile nell’ambito della ricerca “seria” sull’evoluzione
(Nature, 318, 1985, pp.124-5). Ebbene dopo circa 15 anni Nature ospita un articolo
del “reprobo” Denton nella pagina dedicata ai concetti innovativi in biologia,
e questo senza che l’Autore abbia apportato la benchè minima modifica alle linee
essenziali del suo pensiero antidarwinista. Anzi...
Ma chi è Michael J. Denton? Vediamone un breve profilo, basato anche sulle informazioni
da lui stesso fornitemi. Ha studiato medicina, negli anni sessanta, all’Università
di Bristol, ottenendo il titolo di Medical Doctor nel
Nel decennio successivo, fino a circa la metà degli anni ottanta, Denton accrebbe
sempre più la sua specializzazione in campo medico, focalizzando poi la sua
attenzione sulla genetica delle malattie dell’uomo, con particolare riferimento
alle patologie degenerative della retina, conducendo con successo molti studi
all’avanguardia, volti a mappare geni responsabili di gravi malattie. Iniziò
un periodo di studi e ricerche feconde, presso l’Ospedale Principe di Galles
a Sydney, in Australia, per poi approdare alla fine all’Università di Otago,
in Nuova Zelanda, dove lavora attualmente. La sua eccellente qualificazione
scientifica gli ha permesso di scrivere su riviste di altissimo livello, come
Nature Genetics, American Journal of Human Genetics, PNAS, ecc. Intanto nel
1985 era apparsa la prima edizione del già citato Evolution, a Theory in Crisis
(Burnett, Londra), poi edito anche negli USA un anno dopo (Adler & Adler,
Bethesda), e infine tradotto in francese, giapponese e coreano. In esso Denton,
che non aveva mai abbandonato i suoi studi sull’origine delle forme viventi,
critica con dovizia di dati la pretesa neodarwinista di ridurre la complessità
del divenire biologico al semplicistico gioco delle mutazioni casuali e della
selezione naturale. Ebbe successo nonostante fosse un libro antidarwinista,
con una forte connotazione platonico-aristotelica—il più qualificato apparso
negli anni ottanta—ma non sosteneva alcuna tesi creazionista: ciò non impedì
ai seguaci di Darwin di denigrarlo come antiscientifico in quanto creazionista
(Nature fece la sua parte, come si è già detto!), mentre i creazionisti veri
se ne appropriarono in modo del tutto illecito. 
Alla fine degli anni novanta Denton pubblica il suo secondo libro sul tema dell’evoluzione: Nature’s Destiny: How the Laws of Biology Reveal
Purpose in the Universe (Free Press 1998), dove sostiene che
le forme dei viventi sono caratteristiche intrinseche dell’ordine della
natura e non frutto di processi estrinseci. Inoltre egli afferma che
le leggi della natura appaiono strutturate e finalizzate in modo specifico
per il manifestarsi di forme di vita caratterizzate dalla “razionalità”
quale è l’Homo Sapiens. E’ la teoria del “Disegno Intelligente”. Viene così
riproposta la centralità della nostra specie all’interno del regno naturale.
Anche questo libro ha avuto delle traduzioni in altre lingue (francese e portoghese),
a testimonianza dell’interesse assai diffuso per le teorie di Denton (notazione
a margine: come mai nessun editore italiano ha pensato di pubblicare Evolution,
a Theory in Crisis e Nature’s Destiny? distrazione o congiura del silenzio imposta
dai baroni del neodarwinismo nostrano? un segno disarmante di provincialismo).
Attualmente Denton sta scrivendo un terzo libro, dal titolo The Nature of Biological
Form, dove sviluppa alcuni concetti già accennati in precedenza e ripresi in
parte nell’articolo pubblicato da Nature. Il nucleo del suo discorso antimeccanicista
è che la forma biologica deriva dall’azione della legge naturale sui costituenti
materiali della vita, mentre il DNA si limita a influenzare la forma,
ma non a determinarla. In questa cornice si inserisce il discorso
sulla struttura tridimensionale delle proteine, argomento dell’articolo prima
citato. A mio parere queste idee e intuizioni costituiscono una stimolante e
per molti aspetti solida “ipotesi di lavoro”, dalle forti tonalità platonico-aristoteliche,
ipotesi che presto potrebbe diventare una teoria alternativa rispetto alla semplicistica
concezione neodarwiniana.
Una rivisitazione delle leggi della forma
«La struttura tridimensionale delle proteine, che troviamo in natura, costituisce
una seria limitata di forme platoniche, in esse incorporate. Le funzioni delle
proteine sono adattamenti secondari di questa serie di forme naturali, primarie
e immutabili». Prima di Darwin, la maggior parte dei biologi seguiva una
concezione platonica della natura. Questo implicava che il regno degli
esseri viventi fosse costituito di una serie limitata di forme naturali
essenzialmente immutabili che, come le forme inorganiche quali atomi
o cristalli, sono una parte intrinseca dell’ordine eterno del mondo.
Proprio come oggi noi spieghiamo la forma degli atomi e dei cristalli
mediante una serie di leggi fisiche o “regole costituenti”, così i biologi
pre-darwiniani cercavano di spiegare l’origine delle forme biologiche
nei termini di una serie di leggi fisiche generative spesso definite
come “leggi della forma”. Per molti biologi moderni la biologia platonica
costituisce un anacronismo irrimediabilmente posto fuori gioco, e l’idea che
le forme biologiche possano essere delle realtà intrinseche alla natura, generate
da leggi fisiche, viene considerata con incredulità. Tuttavia recenti scoperte
nel campo delle chimica delle proteine suggeriscono che almeno una serie
di forme biologiche—cioè i fondamentali avvolgimenti delle proteine [nello
spazio tridimensionale]-- è determinata da leggi fisiche simili a quelle
che danno origine ai cristalli e agli atomi. Sotto tutti gli aspetti
esse sembrano essere forme platoniche invarianti, proprio del tipo che ricercavano
i biologi pre-darwiniani. Ciascuno degli avvolgimenti della proteina, le unità
costitutive di base delle proteine, è fatto da una catena ripiegata di circa
80-200 amminoacidi. Alcune proteine consistono di un singolo ripiegamento, ma
la maggior parte ne hanno due o più.
Durante gli anni settanta, mentre veniva determinata la struttura tridimensionale
di un numero sempre maggiore di avvolgimenti, diventava chiaro che tali conformazioni
potevano essere classificate all’interno di un numero definito di famiglie strutturali
distinte, contenenti forme tra loro strettamente correlate. Il fatto che gli
avvolgimenti delle proteine potevano essere classificati in questo modo ha fornito
il primo insieme di evidenze che siffatte strutture potrebbero essere delle
forme naturali. Una ulteriore evidenza che gli avvolgimenti costituiscono veramente
una serie limitata di forme naturali è fornita dai dettagliati studi strutturali
condotti nei due decenni passati, studi che hanno dimostrato che la disposizione
spaziale degli avvolgimenti può essere spiegata facendo riferimento a una serie
di “regole costitutive” che determinano il modo in cui i vari motivi conformazionali
secondari, come l’alfa-elica e il foglio pieghettato, possono essere combinati
e impacchettati in strutture tridimensionali compatte. Inevitabilmente
vengono alla mente le leggi costitutive degli atomi, le quali determinano l’aggregazione
delle particelle subatomiche nei 92 atomi della tavola periodica degli elementi.
La considerazione di queste “leggi costitutive” suggerisce che il numero totale
di possibili avvolgimenti si restringe a un numero molto piccolo—circa 4.000,
secondo una stima. La conferma che la situazione sia probabilmente questa è
fornita da un altro tipo di valutazione, basata sulla frequenza con la quale
si vanno scoprendo i nuovi avvolgimenti. Usando questo metodo, Cyrus Chothia
del Medical Research Council ha calcolato che il numero totale di avvolgimenti
presenti negli esseri viventi non può essere superiore a 1.000. Valutazioni
successive hanno fornito una cifra tra 500 e 1.000. Quale che sia la quantità
reale, il fatto che il numero totale di avvolgimenti rappresenti una minuscola
frazione ben definita di tutte le possibili conformazioni polipeptidiche, determinata
dalle leggi della fisica, rinforza l’idea che gli avvolgimenti, come gli atomi,
costituiscono una serie limitata di forme insite nella natura stessa. La solidità
degli avvolgimenti fornisce un altro indizio. Il fatto che questi possono mantenere
la loro conformazione nativa nonostante molteplici tipi, diversi, di deformazioni
nel breve periodo, causati dalla turbolenza molecolare della cellula, e nonostante
i cambiamenti evolutivi della loro sequenza amminoacidica nel lungo periodo,
è proprio quanto ci si aspetterebbe se essi fossero forme naturali, definite
da leggi fisiche.
Ancora: il fatto che lo stesso tipo di avvolgimento è compatibile con molte
differenti sequenze amminoacidiche, apparentemente non correlate tra loro, mentre
suggerisce l’esistenza di molteplici, separate, “scoperte” nel corso dell’evoluzione,
è un’ulteriore evidenza che gli avvolgimenti sono caratteri intrinseci propri
all’ordine della natura. Infine, il fatto che in molti casi lo stesso avvolgimento
può esplicare funzioni biochimiche assai differenti è proprio ciò che ci si
aspetterebbe se le funzioni delle proteine fossero adattamenti secondari di
una serie di forme naturali, primarie e immutabili. Se conformazioni
spaziali così complesse come gli avvolgimenti delle proteine sono modelli
strutturali intrinseci alla natura stessa, si potrebbe supporre che anche
altre realtà, appartenenti a livelli più elevati dell’architettura della
natura, possano essere determinate da leggi fisiche. La resistenza di
certe strutture citoplasmatiche (per esempio: l’apparato del fuso [mitotico]
e la forma della cellula dei protozoi cigliati, come Stentor), suggerisce che
pure queste possano costituire delle conformazioni straordinariamente stabili,
favorite anche dal punto di vista energetico, poste sotto il controllo di leggi
fisiche.
Se verrà dimostrato che una consistente parte delle forme di più alto livello,
presenti negli esseri viventi, è radicata nell’ordine della natura, allora le
implicazioni sarebbero profonde e di ampia portata. Ciò significherebbe che
le leggi fisiche devono aver giocato, nell’evoluzione della forma biologica,
un ruolo molto più rilevante di quanto generalmente ammesso fino ad oggi. E
ciò significherebbe un ritorno alla concezione pre-darwiniana secondo cui alla
base della diversità dei viventi vi è una serie limitata di forme naturali che
si ripetono nel cosmo più e più volte, ovunque ci sia un tipo di vita basata
sul carbonio.
Bibliografia di approfondimento:
Chothia, C. One thousand families for the molecular biologist. Nature 357, 543-544
(1992).
Chothia, C. & Finkelstein, A. V. The classification and origins of protein
folding patterns. Ann. Rev. Biochem. 59, 1007-1039 (1990).
Lindgard, P. & Bohr, H. How many protein fold classes are to be found? in
Protein Folds (eds Bohr, H. & Brunak, S.) 98-102 (CRC Press, New York,1996).
Kirschner, M., Gerhart, J. & Michison,T. Molecular “Vitalism”. Cell 100,
79-88 (2000).
Orengo, C. A., Jones, D. T. & Thornton, J. Protein superfamilies and domain
superfolds. Nature 372, 631-634 (1994). traduzione italiana di Giovanni
Monastra
Articolo inserito in data: martedì 25 settembre 2001.