zona3
zona5-zona6

Vivente e non-vivente nell’ottica chimica

Print Friendly, PDF & Email

di Giovanni Villani

Sulle problematiche della vita, sulle sue definizioni, e sullo studio dei viventi in generale, la chimica ha svolto un ruolo fondamentale, non molto noto nel campo dei “non addetti ai lavori”.  È oggi ben noto che molta parte delle spiegazioni biologiche si fondano sulla biochimica, ma che questo approccio non sia recente e che da secoli la chimica è stata uno dei modi di spiegazione del mondo vivente, questo è sicuramente meno noto.
Salvador DalìLa chimica è da tempo la disciplina scientifica che opera sia nel piano macroscopico sia in quello microscopico con l’ausilio di concetti sistemici. Anche senza saperlo, quando nella seconda metà del XIX secolo furono elaborati nella forma attuale i concetti di composto chimico e di molecola, nacque la prima scienza sistemica: la chimica (Villani, 2010). Nella rimozione della dicotomia tra il vivente e il non-vivente, quindi, essa può svolgere un duplice ruolo. La sua autonomia, la sua irriducibilità alla fisica, moltiplica e stempera le differenze. L’idea è che gli enti strutturati/organizzati sono presenti in tutti gli ambiti e, quindi, creano differenze epistemologiche e non dicotomie. Dall’altro lato, come scienza sistemica, essa lavora con un mondo pluralistico in cui milioni di enti (molecole/composti) sono soggetti e oggetti di spiegazione e fa da ponte tra il mondo “semplice” della fisica e quello “prorompente” della biologia.
Oggigiorno la situazione è complessa in tutte le discipline scientifiche. Nella seconda metà del Novecento sono avvenute, infatti, due “rivoluzioni” scientifiche che vanno sotto i nomi di Scienze della complessità e Teoria generale dei sistemi. In realtà, per le notevoli connessioni che esistono tra questi due grossi ambiti, si può parlare al singolare di una rivoluzione, riassumibile nella dizione Complessità sistemica. In quest’ottica vanno riletti molti problemi di base della scienza e tra questi anche la dicotomia vivente/non-vivente (Villani, 2008).

 

Approccio chimico al mondo

Quattro sono gli snodi essenziali che hanno portato la differenziazione qualitativa nella chimica e, tramite essa, nella scienza naturale e li possiamo identificare con i quattro enti fondamentali (i primi due microscopici e i secondi macroscopici) di tale disciplina: atomo, molecola, elemento e composto. Per una trattazione dettagliata, in questa ottica, di tali concetti si veda il mio libro “La chiave del mondo” (Villani, 2001).
Salvador DalìDa un punto di vista culturale e filosofico, la peculiarità del mondo chimico è quella di essere un mondo ricco qualitativamente: i suoi molteplici enti (molecole e composti) sono tutti diversi gli uni dagli altri, al punto da meritare un nome individuale. È questa sua caratteristica che la rende atta a spiegare tanto il complesso mondo macroscopico inanimato, fatto d’oggetti diversi sotto tanti punti di vista qualitativi, quanto, l’ancora più complesso, mondo vivente.
Anche dal punto di vista strettamente scientifico, le molecole e i composti chimici presentano delle peculiarità: sono il gradino precedente la biforcazione tra il mondo inanimato e quello animato. Rispetto al mondo vivente, le molecole ed i composti sono i livelli di studio immediatamente precedenti e sono, quindi, fondamentali nel suo studio, come la biochimica sta ad evidenziare. Inoltre, essi sono anche i livelli immediatamente precedenti degli oggetti inanimati macroscopici che ci circondano, come le pietre o i minerali, e, anche per essi, il mondo molecolare e quello dei composti chimici diventano il referente di spiegazione e la geochimica ce lo dimostra.
L’ottica chimica che risulta dall’esame dei suoi quattro concetti fondamentali si inquadra perfettamente nella sistemica. Un sistema è costituito di parti, ma esse non sono reperibili al suo interno uguali a quelle isolate. Tanto il composto chimico, le cui parti sono gli elementi, quanto la molecola, le cui parti sono gli atomi, sono dei sistemi, sono ciò delle nuove entità le cui proprietà sono diverse da quelle medie dei costituenti. I sistemi chimici sono diversi tra loro e questa loro diversità e individualità è evidenziata dalla chimica attraverso l’attribuzione a questi enti di nomi propri.

 

Il concetto di vita

Salvador DalìChe cosa sia la vita non è facile da dire oggi come in passato e, quindi, molte e differenti sono state le risposte a questa domanda. Si può affermare che nella storia della biologia (intesa come studio del vivente e, quindi, facendola risalire indietro nel tempo) sono esistite sostanzialmente due grandi concezioni della vita: una, che è chiamata chimica, in cui è la materia degli esseri viventi ad essere “particolare”, l’altra, di tipo meccanico, in cui la materia dei viventi è identica a quella del non-vivente, ma è “organizzata” in modo particolare. Il problema è, tuttavia, quello del rapporto tra l’organizzazione (essenzialmente spaziale; essa non è una qualità inerente alla materia) meccanica di partenza e le attività (inerenti alla materia) chimiche di arrivo, con tutte le graduazioni tra una via di organizzazione-meccanica e una di attività-chimica. All’interno degli esseri viventi, la strada meccanica sarà articolata sugli organi, la seconda sulle loro funzioni. L’evoluzione dalla meccanica alla chimica è bene esemplificata nell’evoluzione della fisiologia. All’inizio troviamo una “fisiologia degli organi”, che pone in primo piano la loro struttura, seguita poi da una “fisiologia delle funzioni”, che mette in primo piano le attività chimiche che in tali organi avvengono, attività relativamente indipendenti, poiché la stessa funzione può essere assicurata da organi molto differenti.
Dall’Ottocento in poi, la strada chimica e quella meccanica dovettero tenere conto una dell’altra. Le due vie vanno a convergere verso un approccio dell’essere vivente insieme meccanico e chimico, un approccio dove sono presi in conto sia l’organizzazione (meccanica) sia le attività proprie della materia (chimica), quindi un animale-macchina meccanico-chimico. La difficoltà era, ed è ancora, quella di conciliare queste due vie. In realtà questi due approcci hanno seguito due direzioni opposte avvicinandosi, ma senza fondersi. Da una parte la chimica è andata verso l’organizzazione, cioè un movimento dall’elementare al composto (partendo dalle particelle materiali attive si è andato verso la loro associazione in organizzazioni definite). Dall’altra l’organizzazione meccanica, per cercare di ritrovare la chimica, si è mossa dal composto all’elementare (partendo dalle entità organizzate verso le particelle materiali attive dei costituenti).
Salvador DalìUn altro aspetto importante del vivente è quello temporale. Il tempo dell’animale-macchina (meccanica o chimica) è il tempo di funzionamento, quello della macchina che ritorna alla forma iniziale, un tempo del perpetuo ritorno a sé stesso, incapace di spiegare un reale cambiamento. In biologia, quindi, si è dovuto passare da un tempo circolare al tempo “rettilineo e orientato” della costruzione delle forme viventi. Alla spiegazione fisico-chimica si è dovuta aggiungere una spiegazione storica, storia dell’individuo e delle specie. È curioso che questo tempo “rettilineo e orientato” è entrato in biologia dalla via dell’evoluzione delle specie più che dalla via dello sviluppo individuale, perché la questione dei tempi negli individui viventi era stata sempre evitata.
Molta parte della biologia attuale è centrata sul concetto di gene, nella sua accezione molecolare, come unità biologica funzionale, del replicatore attivo delle cellule germinali. Nel corso delle ricerche (fino al Progetto Genoma), tuttavia, la definizione molecolare di gene (unità funzionale di ereditarietà, solitamente associata a un segmento di DNA, che codifica per una singola proteina) ha incontrato ripetute difficoltà. La filosofa della biologia Eva M. Neumann-Held, in un saggio provocatorio dal titolo Il gene è morto, lunga vita al gene (Neumann-Held, 1997, pag. 105-137), ritenendo formalmente impossibile identificare i geni con sequenze di DNA isolate, propone un’interessante definizione processuale e contestuale. Il gene può essere allora definito come quel processo che culmina in modo regolare, a un certo stadio dello sviluppo, nella produzione di una certa proteina. Tutti i fattori che contribuiscono all’espressione della proteina fanno parte del “gene” e, quindi, qualsiasi distinzione fra “genetico e ambientale” svanisce, nel momento in cui le cause ambientali e di sviluppo vengono addirittura incluse nella definizione di gene.

Salvador DalìLungo la storia della biologia, l’alternativa è sempre stata (esplicitamente o implicitamente) tra una visione “passiva” della materia e con proprietà (come la vita) generate dalla sua organizzazione (meccanica) spaziale e una visione “attiva” della materia (come quella chimica), ma le cui proprietà (compresa la vita) dovevano essere inglobate negli elementi costitutivi, fossero essi le particelle vive o una materia organica specifica. Questa due strade alternative sono sempre stata presenti anche in chimica, dove l’ottica atomica e la sua organizzazione spaziale nelle molecole non è mai riuscita a spiegare il “nuovo” che emergeva quando si formava una molecola. L’ottica sistemica, quella della complessità sistemica, invece, ci dice che ogni ente strutturato/organizzato, ogni sistema, è differente dai costituenti e le sue proprietà non sono collegate linearmente a quelle dei costituenti e questo vale sia per il sistema-molecola sia per il sistema-cellula. Gli enti costituenti hanno, infatti, loro specifiche proprietà (non è materia passiva), ma quando si mettono insieme per formare un nuovo sistema, si ottiene l’emergere di nuove proprietà. Per poter spiegare il “nuovo” che emerge, occorre mettere in evidenza che i costituenti sono essi stessi dei sistemi e che, in virtù della loro struttura/organizzazione, si modificano nell’entrare nella composizione del nuovo sistema. Questo approccio sistemico ci spiega come particelle non-viventi come le molecole, organizzate insieme all’interno della cellula, creano un’entità nuova, un nuovo sistema, che ha la fondamentale proprietà nuova della vita. L’opposizione quindi, tra proprietà e organizzazione, tra materia attiva e passiva, è eliminata dicendo che è vero che le caratteristiche originali dei costituenti (le loro proprietà e la loro attività) preesistono al sistema, ma esse sono modificate per avere nuove proprietà e attività dall’organizzazione che, tuttavia, non va intesa come semplice organizzazione spaziale e meccanica. In pratica, abbiamo sistemi che, interagendo, costituiscono nuovi sistemi: sistemi-atomi che formano sistemi-molecole, sistemi-molecole che costituiscono sistemi-cellule, ecc.

 

Bibliografia

  • Neumann-Held E. M. | 1997 | The gene is dead. Long live the gene: Conceptualizing genes the construction way. In Sociobiology and bioeconomics. The theory of evolution in Biological and economical theory (Koslowski P. ed.) | Springer-Verlag | Berlin.
  • Villani G. | 2001 | La chiave del mondo. Dalla filosofia alla scienza: l’onnipotenza delle molecole | CUEN | Napoli.
  • Villani G. | 2008 | Complesso e organizzato. Sistemi strutturati in fisica, chimica, biologia ed oltre | FrancoAngeli | Milano.
  • Villani G. | 2010 | La chimica: una scienza della complessità sistemica ante litteram. In Strutture di mondo. Il pensiero sistemico come specchio di una realtà complessa (a cura di L. Urbani Ulivi) | il Mulino | Bologna.

 

2 risposte a Vivente e non-vivente nell’ottica chimica

  • francesco pedalino scrive:

    tutti i sottosistemi del sistema detto vivente sono altrettanto attivi ;pertanto,o tutto è vita o tutto è organizzazione,interazione più o meno complessa!

  • Federico scrive:

    Credo che il testo non riponda a una domanda finale: perché il sistema-cellula merita di essere chiamato vita e tutti i sistemi preesistenti a esso no?

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Sostieni la divulgazione della Chimica
Il tuo libero contributo sarà interamente devoluto alle attività di divulgazione della Chimica.
zona1




CONDIVIDI QUESTO ARTICOLO
RICHIEDI LA NEWSLETTER
Una mail settimanale con gli aggiornamenti delle pubblicazioni, le attività dell'Associazione e le novità del mondo della divulgazione chimica
SEGUI CHIMICARE ANCHE SU FACEBOOK
segui chimicare anche su facebook
ARTICOLI RECENTI
ARCHIVIO ARTICOLI PER MESE
SEGUI CHIMICARE ANCHE SU TWITTER
Non solo gli aggiornamenti degli articoli pubblicati sui nostri blog e le novità del Carnevale della Chimica, ma anche le segnalazioni dei migliori interventi di divulgazione chimica in lingua italiana nel web.