IDEE PER UNA SCIENZA UMANA E NATURALE
Per una nuova teoria biogenetica
Ipotesi meccanica sull’origine della materia vivente
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CAPITOLO IV
Il Meccanismo spazio-temporale e l’evoluzione biologica
Il caso è sempre stato considerato il fulcro intorno al quale è possibile creare una teoria soddisfacente per comprendere i fenomeni vitali. Ma dai tempi di Darwin fino ad oggi, nessuna teoria è stata in grado di ridurre i dubbi e le perplessità che un simile approccio fa sorgere. Come già affermato in precedenza, ci sembra che il ricorso al caso sia un abile modo per evitare di ammettere tutta la stranezza che si racchiude intorno al mistero della vita.
Molti ritengono che l’approccio casuale sia dovuto al fatto che la biologia è in qualche modo dipendente da discipline quali la fisica e la chimica, e, poiché in tali discipline vige la regola dell’indeterminazione, anche la biologia deve sottostare alle cosiddette regole statistiche. Anche questa idea non ci trova d’accordo, poiché se esiste un luogo in cui è possibile comprendere ed approfondire molti dei misteri e dei dubbi che attanagliano il mondo scientifico, questo è proprio lo studio dei processi biologici.
La vita, infatti, non è solo il luogo ove la chimica degli elementi manifesta tutte le sue proprietà, ma anche il più grande microscopio che potremmo mai immaginare. Un vero e proprio laboratorio, in cui i microfenomeni sono i generatori costanti di macrofenomeni, in un processo senza pausa. La quantità e la complessità di tali fenomeni è, forse, quello che più spaventa, e che induce i ricercatori delle cause finali, a ripiegare su ipotesi di tipo casuale. Ma dare un valore positivo al caso, sebbene possa essere trattato matematicamente, non è la strada giusta per fare dei salti di qualità in ambito scientifico.
Quello che sicuramente è vero, è che il caso è fondamentale per la vita. È ciò di cui la vita si nutre. Senza un mondo, la nostra Terra, in cui l’evento casuale, non sia una costante, la vita non esisterebbe. Ma, allora, dove si trova la differenza tra la nostra impostazione e le teorie correnti?
La differenza è che si considera il caso un evento, inserito in un preciso quadro di coordinate spazio temporali. Ora, se nella vita, questo quadro è alterato, poiché abbiamo assunto, come nostro principio assoluto, che il modo con cui la vita si rapporta allo spazio-tempo circostante, non è lo stesso con cui una roccia di montagna si rapporta al proprio, è evidente il nuovo e diverso ruolo che acquista il termine casuale (cosa peraltro vera, crediamo, per tutti i processi entropici).
Il Meccanismo da noi descritto, ingloba la casualità, poiché è una particolare relazione tra sistemi di riferimento principali, che sono il nucleo atomico e gli elettroni in rotazione. Il caso è parte del sistema in relativa calma, è nella chimica, è la nostra realtà, in fondo, infatti, non vi è errore se diciamo di essere elettroni.
La vita è, perciò, una strana organizzazione, che si forma e prosegue grazie ad un insolito meccanismo fisico-chimico, che attrae a sé, proprio per il modo con cui è costituito, i fenomeni casuali, vero spunto per migliorare un sistema che ha già in sé la tensione a migliorare. Ma come possiamo immaginare, in prima analisi, che da semplici atomi, il Meccanismo riesca con il tempo a creare molecole come il DNA, o sistemi complessi come la mente umana?
Dobbiamo considerare che il Meccanismo ha in sé caratteristiche di estrema robustezza, determinate dal fattore conservativo e duplicativo insieme. Ciò produce una tensione continua, una irreversibilità continua, che spinge la materia chimica verso un movimento aperto, alla ricerca della migliore soluzione possibile. I processi evolutivi iniziano da subito, a cominciare dagli atomi e dal modo che avranno di rapportarsi al Meccanismo.
Il Meccanismo è una particolare forma di disequilibrio, se quell’atomo o molecola è coerente con questo disequilibrio, il processo può partire ed evolversi. È solo nella struttura atomica che un tale disequilibrio può esistere e manifestarsi, e solo alcuni elementi saranno votati ad esprimere questo disequilibrio, ma nel proseguo, il singolo atomo o molecola, perderà la sua determinanza perché il disequilibrio si è evoluto, ha trovato nuove strade per rigenerarsi. Uno strano fantasma, che si muove nella fittissima rete dei processi chimici, che duplica e conserva la sua vera natura; la capacità di evolversi.
In principio è solo un processo chimico, probabilmente di natura dissociativa, ma in cui il Meccanismo duplica e conserva se stesso, finchè non si produce un salto di qualità, determinato dal caso, ma soprattutto da questa tensione sempre in essere. Si arriva così a molecole, o meglio, a sistemi chimici che rispecchiano in maniera incredibile la natura del meccanismo. Ne sono un vero e proprio stampo su una matrice chimica. Ma ancora una volta le molecole, che sembrano le portatrici uniche del principio vitale, vengono ad essere superate da qualcosa di imprevedibile, ma logico, vista la natura del Meccanismo, la mente umana. Nuovamente i principi conservativi e duplicativi, insieme, vengono rimodellati, e la conoscenza diviene il nuovo modo di portare avanti un modello, un sistema che di per sè tende all’assoluta indipendenza.
La materia, sebbene ne sia la generatrice, sembra quasi un ostacolo da cui il Meccanismo voglia liberarsi. In questo contesto, l’evoluzione perde il ruolo di casuale aggregata ai processi biologici, ma diviene la vita stessa.
I processi biologici divengono, allora, processi evolutivi, la cui funzione principale è di difendere e far progredire costantemente la vita.
Forse oggi, ancora, non siamo in grado di cogliere le sfumature che si nascondono dietro ai processi conservativi, poiché al loro interno deve nascondersi un costante processo evolutivo. Il caso ne è parte principale, ma la tensione descritta è il vero soggetto che sollecita la materia chimica a muoversi verso sempre nuovi orizzonti. Ma possiamo immaginare una evoluzione concreta del meccanismo?
Quello che qui interessa, è di delineare il modo nel quale, il supposto meccanismo, possa passare da singoli atomi o molecole ai composti biologici, sapendo solo che la struttura atomica è una struttura che reagisce al suo intorno grazie, principalmente, alla relazione tra i sistemi di riferimento, individuati dal nucleo e dagli elettroni in rotazione, poiché, evidentemente, se questa è una relazione che condiziona (cosa che ci sembra molto verosimile), si andrà a sovrapporre a tutti i tipi di processi chimici, è nella sua natura.
Come detto in precedenza, possiamo ammettere teoricamente che la tensione, così come è stata descritta, possa esistere solo su un tipo di atomo o molecola, cioè, che quell’elemento abbia le giuste proporzionalità, tra nucleo ed elettroni, per far emergere il Meccanismo. Immediatamente, però, si incontrano le prime difficoltà.
Il Meccanismo esige evoluzione, cioè un perfetto accoppiamento tra il processo duplicativo e conservativo. È una tensione complessa a cui il singolo atomo, ovviamente, non potrà rispondere. Cosa significa questo? Significa che nello stesso momento in cui noi diciamo che quell’atomo o molecola sono buoni per il funzionamento del Meccanismo, già non lo sono più.
Come dire che quell’atomo o molecola sono buoni solo se sono capaci di perdere le proprie proprietà a favore di altri composti chimici. Un processo a catena in cui, in realtà, ciò che viene duplicato e conservato è solo il Meccanismo. Un po’ come succede nelle esplosioni nucleari, solo che qui non abbiamo neutroni che si autoinducono, ma una relazione fondamentale tra sistemi di coordinate, che si autoinduce, e che coinvolge le strutture chimiche.
Una reazione chimica a catena, irreversibile, che procede creando strutture chimiche, apparentemente verso la complessità, ma che ha una direzione ben precisa, e cioè la creazione di sistemi isolati capaci di duplicarsi, conservarsi, e quindi di evolversi. Il processo è praticamente infinito. Le leggi chimiche, che noi oggi conosciamo, sono uno strumento che il Meccanismo utilizza per potersi replicare. È una situazione di disequilibrio, alimentata dalla coincidenza tra S.C. differenti.
Si può anche dire che i processi entropici, oggi molto dibattuti, trovano nei processi biologici la loro consacrazione come processi capaci di creare nuove strutture e nuove funzioni, cosa, peraltro, ampiamente sottolineata da Prigogine. Citiamo a questo proposito le parole di Schrödinger, tratte da un saggio di Ilya Prigogine: «Ci deve essere qualcosa nel meccanismo della vita che impedisce alla vita di degradarsi, ci deve essere un fenomeno irreversibile» (4).
Siamo perfettamente d’accordo, solo che nella vita l’irreversibilità deve essere assoluta, sia perché coinvolge pienamente le coordinate, sia perché, altrimenti, la vita non potrebbe sovrapporsi all’universo circostante. In precedenza, parlando dell’atomo, abbiamo detto che quell’atomo o molecola è buono solo se è capace di perdere le sue proprietà. Lo stesso discorso lo possiamo applicare al DNA. Il DNA, come biomolecola, è “buona” solo se la consideriamo insieme a tutto il meccanismo cellulare, in cui perde e acquista proprietà, nella relazione continuata con tutte le altre biomolecole, le quali non hanno niente di inferiore o superiore al DNA, se non la stessa capacità di conservarsi e di duplicarsi.
Ma la vita è un libro aperto in cui il futuro non è ancora stato scritto, e in cui è tutto possibile. In questo contesto il termine evoluzione, non viene solo rigenerato, ma acquista il posto centrale nell’ambito di tutti i processi biologici, e ci dà l’opportunità di comprendere i processi evolutivi.
Abbiamo detto infatti che se si parla di evoluzione si parla di vita. Ciò vuol dire che ogni biomolecola ha in sè la capacità di evolversi. Ma questo significa molto di più, investe direttamente il problema principale del meccanismo evolutivo, ovverossia, il modo nel quale una modificazione possa essere riconosciuta coerente o no. Le molecole di cui parliamo sono tutte accumunate da una identica tensione, che le caratterizza, le distingue da tutte le altre.
Questa tensione infatti determina un particolare ed inusuale comportamento spazio-temporale. Sono quindi molecole dello stesso genere, e sono in qualche modo differenti da tutte le altre molecole, poiché in esse il meccanismo descritto è attivo, l`irreversibilità è totale. Sono molecole specificate da un particolare comportamento chimico-entropico, (in questo senso ci avviciniamo alla visione di Marcello Barbieri, dove i sistemi viventi appaiono come dei codici generatori di significati). (5)
Se una di queste molecole subisce una modificazione coerente con il meccanismo, la modificazione non solo evolve la molecola ma può far evolvere tutto il sistema intorno. È come se, tra tante persone, una scoprisse un nuova tecnica per comunicare più velocemente. Se questa tecnica è buona e affidabile, tutti o quasi seguirebbero l’esempio, ed il sistema persone subirebbe un’evoluzione.
In pratica le nostre molecole biologiche sono tutte accumunate dalla stessa esigenza, che non solo le spinge a collaborare, ma anche ad uno scambio continuo di informazioni sullo stato del sistema, e se da qualche parte si è verificata una modificazione funzionale e coerente (che cioè fa progredire il sistema), la modificazione viene riconosciuta ed accettata.
Questo può portare a sistemi, come quelli di oggi, di una complessità estrema, fino al momento in cui, la stessa complessità, non diviene una nemica. Il sistema tenderà allora a rimodellarsi, e nuove strutture sostituiranno le precedenti. La complessità, non è quindi una necessità ma può addirittura essere una nemica del sistema, in cui il principale meccanismo di autocontrollo è proprio la tensione tutta speciale di cui sono dotate le molecole biologiche.
Il metabolismo cellulare, descritto da Monod, in questo contesto perde tutto il suo mistero di epifenomeno, e si ritorna inevitabilmente a Bergson, il quale vedeva nell’evoluzione il principio della vita. A questo proposito dobbiamo ripeterci, e constatare che all’interno dei processi conservativi devono esistere meccanismi capaci di far evolvere un sistema biologico, a partire da modificazioni casuali coerenti.
Ma si tratterà, inevitabilmente, di microfenomeni i quali generando uno squilibrio nel sistema, indurranno la comparsa di macrofenomeni, di mutazioni delle strutture biologiche compreso il DNA. Nell’uomo assistiamo, addirittura, alla “presa di coscienza” della vita, che lo stesso meccanismo basato su DNA e proteine, non è più funzionale ad una continua evoluzione. Ha dei limiti che possono essere superati solo da qualche altro meccanismo. Arriviamo, così, alla cultura, alla conoscenza, le cui caratteristiche sono esattamente le stesse della vita, e cioè, far evolvere l’uomo. In pratica servono a conservare e migliorare il rapporto che l’uomo ha con il suo universo o ambiente circostante.
Finalmente, possiamo ora affrontare il tema della selezione naturale, alla luce del Meccanismo da noi proposto. Come abbiamo visto le modificazioni possono essere coerenti o non coerenti con la tensione, e una modificazione non coerente sarà essa stessa causa della propria eliminazione, poiché non porterà soluzioni logiche alle esigenze del Meccanismo.
Ma una modificazione coerente (a cui il Meccanismo, per il modo con cui è costituito, naturalmente tenderà), dovrà senza dubbio lottare per affermarsi, poiché entra nel gioco evolutivo, dove le soluzioni possibili, sebbene limitate, possono essere moltissime, dipendenti da fattori quali tempo trascorso dalla nascita della vita, velocità dei processi evolutivi, ambiente circostante.
In questo contesto, l’ambiente stimola i mutamenti, e seleziona i migliori, rimanendo comunque in una posizione di subalternità, in quanto è il Meccanismo che sovraintende, prevenendo le incongruità, e modificando, quando le circostanze lo richiedessero, lo stesso ambiente. Ma queste capacità del Meccanismo sono strettamente correlate al processo storico di evoluzione, e possono essere molto variabili. Lo stesso Meccanismo è sempre in evoluzione, e la prerogativa del conservarsi si raffina sempre di più. All’inizio è una semplice tendenza, leggerissima, ma nel proseguo si carica di esperienza, di vissuto, e diviene in qualche modo autocosciente.
L’ambiente diviene man mano un ente conosciuto ed il caso intrappolato nella rete esperienziale. Il caso, man mano che la vita si evolve, perde la capacità di indurre modificazioni funzionali al sistema vita, ma diviene il luogo con cui la vita si relaziona e reagisce. La comparsa dell’uomo, infatti, induce a credere che il sistema a DNA e proteine non sia più sufficiente a far evolvere il Meccanismo, poiché l’evoluzione è giunta ad un punto di blocco.
In questo contesto, possiamo immaginare, che lo stesso processo che dalla casualità porta a modifiche del codice genetico, processo determinato dal particolare stato chimico-entropico in cui si trovano le molecole biologiche, venga ora affidato, man mano, all’uomo, a cui spetterà una responsabilità che non è sopravvalutata se definita enorme. In questo caso siamo concordi con Monod, all’uomo la scelta tra la luce e le tenebre, con la differenza, tra noi ed il Maestro, che l’uomo non è un prodotto del caso, e non è solo nell’universo. L’universo, sin dalla sua nascita, aveva in sé, in potenza, la possibilità di generare vita.
Irreversibilità, assoluta e relativa
Abbandoniamo ora il metafisico, e ritorniamo al nostro supposto Meccanismo, cercando di comprendere come tutto il discorso fatto, intorno ad esso, possa modificare il concetto di entropia, argomento che per evidenti motivi, abbiamo trattato in maniera molto diffusa. Dopo aver estremizzato il concetto di simultaneità, e aver introdotto i sistemi di riferimento, come possibili mediatori, nei fenomeni di disequilibrio, abbiamo reso più ferme le posizioni di Ilja Prigogine, sulla possibilità che questi fenomeni possano generare strutture e funzioni.
Abbiamo anche capovolto lo stesso concetto di entropia, definendo come “organizzati”, sistemi che normalmente consideriamo disorganizzati, e “disorganizzati”, sistemi che normalmente consideriamo organizzati (è il caso della vita). Ma queste,nostre, precisazioni devono essere ulteriormente raffinate.
La vita, e con lei il Meccanismo analizzato, ci dicono che il concetto scientifico di irreversibilità, di entropia, è una realtà. Infatti, introducendo come possibili mediatori, in questo particolare fenomeno di disequilibrio, i sistemi di riferimento (anche se la nostra opinione, come detto, è che tutti i fenomeni di disequilibrio siano mediati dai sistemi di riferimento), la disorganizzazione di un sistema è reale e non può essere ristabilita, poiché il sottosistema, o sotto-organizzazione risultante, si evolve ed assorbe il passato.
Ma la vita ci dice che anche lo stesso concetto di irreversibilità deve essere rivisto. Infatti in base alla nostra analisi l’irreversibilità è relativa, cioè, per due osservatori, in due S.C. differenti, un’informazione può disorganizzare un sistema oppure no. Finora, infatti, ci siamo sempre posti dalla parte dell’osservatore in calma relativa, rilevando, addirittura, una irreversibilità assoluta, poiché il sottosistema risultante disorganizzava in maniera perfetta le coordinate del sovrastante sistema in moto relativo (questo intendiamo quando parliamo di irreversibilità assoluta).
Ma, se noi ci poniamo dal punto di vista dell’osservatore in moto relativo, l’informazione non disorganizza il proprio S.C., ma anzi, organizza il sistema in calma relativa, totalmente disorganizzato e privo di senso dal suo punto di vista. Un punto di vista opposto e simmetrico. Se così stanno le cose, possiamo umilmente dedurre, che se l’universo tende verso l’irreversibilità è anche una questione di punti di vista. Probabilmente, ponendoci da un altro angolo visuale, non penseremmo alla morte termica.
(4) Ilja, Prigogine, La Nascita del Tempo, pag 28, Bompiani, Milano, 1998.
(5) Marcello Barbieri, I Codici Organici, La Nascita della Biologia Semantica, Casa Editrice Pequot, Ancona, 2000.