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10 Ottobre, 2023

Lynn Margulis: la biologa che ama i batteri

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In un libro, What is Life, pubblicato nel 1995, e scritto insieme al figlio Dorion Sagan, Lynn Margulis riparte dalla domanda a cui già Schrödinger si era proposto di rispondere con l’aiuto dei nuovi paradigmi della fisica quantistica. Margulis intende restituire la domanda alla biologia, ma nella possibilità di rivedere e rifondare i paradigmi della biologia stessa.

  “La vita è un’esuberanza planetaria, un fenomeno solare. È la trasmutazione astronomicamente locale dell’aria e acqua della Terra, e del sole nelle cellule. È un intricato intreccio di crescita e morte, di aperture e chiusure, di trasformazione e decadenza. La vita è quella singolare organizzazione che si espande ricollegandosi nel tempo di Darwin ai primi batteri e nello spazio di Verdanskij a tutto ciò che abita la biosfera. La vita in quanto Dio musica carbonio energia, è un vorticoso nesso di esseri che crescono, si fondono, muoiono. È materia imbizzarrita, capace di scegliere la sua propria direzione al fine di prevenire indefinitamente l’inevitabile momento dell’equilibrio termodinamico – la morte.  La vita è anche la domanda che l’universo pone a se stesso nella forma dell’essere umano”.

La prima riconoscibile forma di vita deve risalire a più di tre miliardi di anni fa, ed è costituita dai batteri, i primi sistemi dissipativi che hanno saputo utilizzare energia per creare ordine. “I batteri sono stati i primi esseri ecologici capaci di crescere con nient’altro che sole, acqua ed aria”. Capaci di trucchi metabolici di cui noi ed il regno animale non saremmo capaci, i batteri sono del resto stati i primi esseri a nuotare ed a respirare ossigeno. “I batteri, mai estinti, continuano a proteggerci per come la loro popolazione cresce prodigiosamente. Sostentano i nostri terreni e purificano le nostre acque”.

Al riguardo della questione dell’origine della vita è, anche secondo Margulis, cruciale l’idea di autopoiesi. “Autopoiesi è ciò che succede quando un sistema chimico autodelimitato… raggiunge un punto critico di non interruzione del suo metabolismo”. “L’autopoiesi, una volta apparsa nel più piccolo batterio progenitore, non è mai più completamente scomparsa”.

Questa è la chiave di lettura anche dell’evoluzione. “Agli esseri viventi occorrono sempre cibo ed energia per rimanere gli stessi, e spesso essi hanno bisogno di evolvere, di cambiare in nuove forme, semplicemente per autoconservarsi”. “Uno dei più meravigliosi aspetti delle cose viventi, è che esse portano alla luce nella loro propria forma la presenza del passato”. “Preservando il passato, stabilendo una differenza tra passato e presente, la vita ricuce il tempo, espandendosi in complessità e creando per se stessa dei nuovi problemi”.

I batteri sono, secondo Margulis, i nostri primi antenati, sono a noi simili e consanguinei. “Nelle cellule di tutti noi proprio ora ci sono quelli che prima erano batteri che usavano l’ossigeno per generare energia. È ciò che sono i mitocondri.” I batteri, prima che una minaccia da temere, sono l’origine stessa della vita. “La paura dei batteri è, in certo modo, paura della vita, di noi stessi ad un precedente stadio di evoluzione”.

L’attività dei batteri preserva la biosfera. “Ogni altra forma di vita dipende dall’attività di innumerevoli batteri che vivono, muoiono e metabolizzano”. E che mettono continuamente in comune il loro patrimonio genetico. I batteri sono anucleati, e trasmettono i loro geni non verticalmente per riproduzione sessuata, ma orizzontalmente per coniugazione, in una continua cooperativa e fantasmagorica promiscuità. La ricombinazione batterica è l’originario, naturale modello delle attuali tecnologie di ricombinazioni genetica.

Una silente biosfera batterica precede ogni forma di vita. “Senza la biosfera batterica nessun’altra vita avrebbe mai potuto evolversi, né potrebbe oggi vivere”. L’intero pianeta dipende dalla tenacia dei batteri. Che lo hanno inquinato, in particolare i cianobatteri elevando oltremodo la concentrazione di ossigeno, ma che hanno anche saputo riciclare tutti i loro prodotti di scarto. “I batteri, i più grandi innovatori metabolici, sono non solo i maggiori inquinatori ma anche i migliori ripulitori”. “Il creativo metabolismo riciclante dei batteri, combinato con l’imperativo dell’autopoiesi, assicura il biosferico flusso di azoto, zolfo, carbonio ed altri composti”.

Microcosmo

La prima cellula nucleata è il risultato di una simbiosi batterica. “Gli eucarioti si sono evoluti simbioticamente da batteri che metabolizzano, invadono, infettano e coabitano”. “L’evoluzione da procarioti ad eucarioti, da batteri a protisti, è stata una rottura della simmetria che ha catapultato la vita in un maggior livello di complessità, offrendo diversi potenziali e rischi. Ed è non per una mutazione graduale, ma improvvisamente attraverso un’alleanza simbiotica che si è prodotta la prima forma eucariota”.

C’è un inestricabile legame tra tutte le creature appartenenti a questo pianeta, quelle attuali e le innumerevoli vissute nel passato. La biosfera è un immenso sistema vivente integrato, un organismo. È l’ipotesi Gaia, già formulata da James Lovelock. Noi umani siamo gli ultimi arrivati, forse siamo appena all’inizio del nostro sviluppo. Ma l’origine del mondo della vita, a cui apparteniamo, è il microcosmo, cioè l’antico mondo dei microorganismi. “Dal paramecio all’uomo, tutte le forme di vita sono dotate di un’organizzazione minuziosa, sono aggregati raffinati di una vita microbica in evoluzione.”

Il segreto dell’evoluzione è l’endosimbiosi, a partire da questi piccoli organismi. “La visione dell’evoluzione come competizione cruenta cronica tra individui singoli e specie, distorsione della teoria darwiniana della sopravvivenza del più idoneo, si dissolve dinnanzi alla visione nuova di una cooperazione continua, di un’interazione forte e di una dipendenza reciproca tra forme di vita. La vita non prese il sopravvento sul globo con la lotta, ma istituendo interrelazioni. Le forme di vita si moltiplicarono e divennero sempre più complesse attraverso una cooptazione di altre, non soltanto attraverso la loro estinzione.”

I mitocondri, deputati all’interno di ogni cellula alla respirazione dell’ossigeno, sono la prova di un’alleanza simbiotica divenuta permanente. Margulis cita Darwin: “Non riusciamo a capire a fondo la meravigliosa complessità di un essere organico; senonché, in base all’ipotesi ora proposta, questa complessità risulta notevolmente accresciuta. Si deve considerare ogni creatura vivente come se fosse un microcosmo, un piccolo universo formato da una schiera di organismi che si autopropagano, tanto piccoli da non poterli quasi concepire e numerosi quanto le stelle in cielo”.

Endosimbiosi

L’endosimbiosi è quella relazione per cui un essere, più o meno piccolo, vive all’interno di un altro. Ne costituiscono un esempio i batteri che colonizzano la nostra mucosa orale o il nostro intestino, gli acari che abitano nelle nostre ciglia. “Nell’endosimbiosi, esseri organici si fondono insieme. È come un durevole rapporto sessuale, ma tra membri di specie differenti. Invero, alcuni legami endosimbiotici sono diventati permanenti”. Senza alcuni batteri del nostro intestino, noi non saremmo capaci di sintetizzare la vitamina B o la vitamina K. I mitocondri nelle cellule animali, i plastidi nelle cellule vegetali sono il risultato evolutivo scaturito da un’endosimbiosi.

Margulis vuole dare inoltre un ruolo importante alle spirochete, per l’evidente vantaggio della motilità che questi batteri possono conferire alle endosimbiosi di cui entrano a far parte. “Il vantaggio simbiotico è evidente: le vorticose spirochete fanno muovere le cellule dalle quali  traggono il loro nutrimento”. Lo stesso movimento della mitosi sarebbe, secondo Margulis, il beneficio di antiche spirochete endosimbiotiche.

L’infezione di batteri può essere un mezzo di evoluzione. “La malattia è dunque diventata la cura. Un batterio letale è diventato un elemento cellulare vitale”. “Invasore ed invaso si fondono, evolvendo in nuove forme di vita”.

“Gli animali, inclusi naturalmente noi stessi, sono colonie trasformate di cellule protiste”. Queste colonie sono potenzialmente immortali. Sono le specie che si riproducono sessualmente ad aver introdotto la morte programmata delle loro cellule. “Strano a dirsi, anche la morte è un risultato dell’evoluzione. La morte è stata la prima – ed è tuttora la più seria – malattia trasmessa sessualmente”.

What is Sex?

What is sex? È il titolo di un libro scritto da Margulis con il figlio e pubblicato nel 1997. Il sesso è un decisivo scatto nella storia dell’evoluzione, ai fini della ricombinazione genetica. Negli ambienti ecologicamente saturi, è il sesso che ha inoltre introdotto la selezione delle specie più adatte alla sopravvivenza. Facendo peraltro ricorso, per indurre l’attrazione e la riproduzione sessuale, ad elementi che esulano dalla mera lotta per la sopravvivenza e riguardano invece la bellezza come arma di seduzione.

A dispetto della mortalità che noi ereditiamo in quanto creature che si riproducono sessualmente, il sesso è una gran cosa”. “L’evoluzione del sesso è stato il più grande dono che il mondo abbia mai avuto a favore dell’individualità”.  Dal sole la vita ha tratto energia, ma le radiazioni solari (soprattutto in assenza di ossigeno e quindi di un protettivo strato di ozono) danneggiano il DNA. La nascita di proteine capaci di riparare il DNA è stata fondamentale. “L’evoluzione del sesso dal sistema di riparazione del DNA è stata probabilmente fortuita”. Un esempio di serendipità, nel segno della capacità di modificare e della possibilità di migliorare l’informazione genetica.  “Il sistema globale di riparazione del DNA ha aperto i cancelli al sesso”. “Il sesso, come ricombinazione, aveva avuto inizio”.

Risale alla comprensione termodinamica della vita la considerazione che noi non possiamo esistere se non come sistemi aperti e non isolati. “Noi siamo sistemi aperti la cui reale esistenza dipende dal flusso di energia e materia che ci attraversa”. La termodinamica dei sistemi non in equilibrio ha determinato la nascita di una scienza della complessità.

“Trasformando energia e producendo entropia, ogni organismo individuale sia provvede al suo sostentamento che, se è in una qualche maniera sessuale, si congiunge”. Meiosi e fusione sono il segreto del ringiovanimento della vita. La sessualità ha indotto la morte programmata delle cellule invecchiate e che non siano più connesse all’unità dell’organismo.

Il sesso meiotico è per certi aspetti un evoluzione del cannibalismo, rendendo possibile la fusione nel reciproco riconoscimento della complementarità di genere. E consentendo la reciproca conversione tra un numero aploide di cromosomi ad un numero diploide, memoria di come la fusione aiuti la sopravvivenza in una situazione di stress; e tra un numero diploide ad uno aploide, esperienza evolutiva di riduzione e ottimizzazione del numero di cromosomi successivamente alla fusione indotta dallo stress. Meiosi e fertilizzazione si alternano e si intrecciano.

Il sesso è l’eredità di questa metamorfosi che tiene dietro al più conveniente adattamento. Le farfalle muoiono dopo l’accoppiamento, il bruco diviene farfalla. “Da una prospettiva più profonda, nulla è morto”. Tutto si trasforma, ed il sesso è un naturale principio di questa trasformazione. “Interrompendo ed al tempo stesso dando continuità alla nostra identità, il sesso meiotico ci porta fuori da noi stessi, rendendoci  più – e meno – di ciò che noi in quanto solamente noi stessi siamo”. La storia di noi esseri viventi è una storia di connessione, coinvolgimento e partecipazione.

La natura è un multiplo e continuo invito all’accoppiamento. “L’accoppiamento è orgiastico”. Nell’evoluzione i confini di ciò che è individuale sono sfumati. Nessun individuo sopravvive in quanto tale. Gli organismi sono sistemi aperti e trascendono se stessi vivendo insieme. La sessualità è garanzia della maggiore varietà possibile in natura. Ed usa varie forme di seduzione per incitare all’accoppiamento. C’è un’evoluzione sessuale, legata alla dinamica dell’accoppiamento: la competizione tra maschi e la scelta delle femmine. “L’attrazione sessuale è stata una questione di vita, morte e continuità”.

L’evoluzionismo rischia di passare da un atavismo religioso ad una concezione meccanica che mette enfasi sui soli aspetti contingenti ed accidentali dell’evoluzione. La natura – sottolinea invece Margulis – ha uno scopo, ha anzi una sorta di volontà e desiderio. “Proprio come siamo materia che contempla la sua stessa evoluzione, così noi forse rappresentiamo, come essere sessuali, il cosmo che diviene consapevole della sua propria tendenza a creare e distruggere”. “Nel piacere sessuale diveniamo consapevoli della nostra in qualche modo peculiare e contraddittoria inclinazione a raggiungere ed al tempo stesso non raggiungere una fine, di esaurire un gradiente ed al tempo stesso di preservarlo per un ulteriore diletto”.

La sessualità è nata come un effetto collaterale della dissipazione termodinamica. Ora sta probabilmente evolvendo in una maniera tale che può essere anche considerata distinta dal fine della riproduzione. “In altre parole, il legame tra sesso e riproduzione è contingente”. La sessualità umana sta forse evolvendo in termini di fluidità di genere, e di legame con il sempre più presente mondo della tecnologia. Fin dai batteri il mondo è stato teatro di tecnologie, quella che è scaturita dall’uomo è divenuta oltremodo complessa e pervasiva.

Nell’era della tecnologia c’è forse una transizione demografica verso un minore bisogno di aumentare quantitativamente la progenie. E prende forma una nuova forma di sessualità, il cybersex, che nasce nell’interazione tra uomo e macchina. What is sex? si conclude con scenari da fantascienza. “Il sesso nelle sue molteplici guise con la sua storia violenta e variegata è stata nel passato essenziale per la riproduzione umana. Ora queste stesse passioni sessuali divengono cruciali per nuovi scopi quanto più gli uomini in società si integrano con superorganismi cyborg”.

Una danza misteriosa

In Mystery dance (1991) Margulis, sempre in collaborazione con il figlio Dorion Sagan, esplora, ai confini biologia, filosofia e psicoanalisi, l’evoluzione della sessualità umana. “La danza del mistero che si svolge in e tra queste pagine è un immaginario spogliarello, un esperimento mentale che mette in luce un fantasma che si può chiamare stripper evolutivo, una sorta di genio genetico il cui spogliarsi ci porta molto indietro nel tempo evolutivo”.

Primeve bizzarrie dei nostri predecessori spiegano comportamenti ed emozioni della nostra sessualità. Questa misteriosa danza è una  eredità che noi riceviamo, fin nella dualità dell’atto sessuale, che è un atto d’amore ed al tempo stesso un atto aggressivo. “Questa dualità è parte del segreto di questa misteriosa danza, un atto che sta a metà strada tra ciò che è quotidiano e ciò che è oltremondano, in quella incerta biforcazione dove ciò che è volgare incontra ciò che è sacro, e la realtà incontra il sogno”.

Se c’è una biologia deterministica, che ha usato l’idea di differenze biologiche innate per giustificare sessismo e razzismo, non per questo il pensiero liberale deve congedarsi dalla biologia. La scienza va anzi difesa da chi la pratica male. Come è vero che l’uomo è evolutivamente in grado di trascendere i suoi stessi istinti. L’evoluzione della sessualità è anche la storia di una continuamente dinamica interazione tra natura e cultura. Cresciamo attraverso la conoscenza di comportamenti che ereditiamo e che sono presenti in noi dalla nascita.

La nostra evoluzione non può oltremodo allontanarci dalla nostra origine. “Tecnologia, cultura, civiltà ed arte non ci distaccano da noi stessi come animali, ma al contrario accentuano ed espandono la nostra natura animale”.

Le forme evolutive della sessualità possono anche imprevedibilmente cambiare, il mistero della danza continua.

Chiudiamo con una citazione che è in epigrafe del capitolo Phallic Psyche del libro Mistery Dance. È una frase di Jacqueline Rose: “Sexuality is the vanishing point of meaning”.

La sessualità è ciò che dà senso ed in cui il senso si dilegua.