Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 2
Prerequisiti:
Modulo 1
Guida alla lettura
Disclaimer
1. Dove eravamo rimasti
Nel modulo precedente abbiamo visto che il vero ostacolo all’origine della vita non è soltanto chimico, ma informazionale: ogni cellula, anche la più semplice, custodisce e usa una grande quantità di informazione precisa e funzionale, e abbiamo concluso che il caso non dispone delle risorse per produrla. Restava però una domanda implicita: in che forma esiste questa informazione? È davvero «informazione» nel senso pieno del termine, o è solo un modo suggestivo di parlare di chimica?
Questa lezione risponde a quella domanda guardando da vicino il cuore del sistema: il codice genetico. Vedremo che la vita non si limita a contenere molecole complesse — usa un vero e proprio codice, un sistema di corrispondenze tra simboli del tutto simile a quello che sta dietro un linguaggio o un programma per computer. E vedremo che proprio questa natura «codificata» rende il problema dell’origine ancora più acuto. La firma informazionale del DNA, già introdotta nel Percorso sull’Informazione Biologica, qui viene riletta sotto la luce specifica dell’origine: non «che cos’è» il codice, ma «come può essere nato».
2. Un’idea profetica: l’informazione è codificata
Quando, nel 1953, Watson e Crick scoprirono la struttura a doppia elica del DNA, una domanda divenne improvvisamente urgente: come fa una sequenza di basi chimiche a «dire» alla cellula quali proteine costruire? Il DNA è fatto di nucleotidi; le proteine di amminoacidi. Sono due alfabeti chimici diversi. Come si passa dall’uno all’altro?
Conviene fissare subito due termini, perché torneranno di continuo. Le «lettere» del DNA sono quattro piccole molecole chiamate basi — adenina, timina, citosina e guanina, indicate con le iniziali A, T, C, G (nell’RNA la timina è sostituita da una base simile, l’uracile, U). Un nucleotide è una di queste basi agganciata allo scheletro di zucchero e fosfato che forma la «spina dorsale» della molecola. Le proteine, invece, sono scritte con un alfabeto del tutto diverso, fatto di venti amminoacidi. Il problema, detto in modo semplice, è questo: come si traduce un testo scritto con quattro lettere in un testo scritto con venti?
Fu il fisico George Gamow a proporre, in modo per l’epoca poco ortodosso, che l’informazione genetica fosse immagazzinata in forma codificata, e che esprimerla significasse decodificare il messaggio del DNA traducendolo nel linguaggio delle proteine. Sbagliò sui dettagli, ma l’intuizione di fondo si rivelò profetica. Negli stessi anni Francis Crick formulò la cosiddetta «ipotesi dell’adattatore»: ipotizzò cioè che dovesse esistere una molecola-intermediario capace di fare da ponte tra le basi del DNA e gli amminoacidi, perché — come vedremo — le une non hanno alcuna ragione chimica di legarsi agli altri.
La conferma sperimentale arrivò all’inizio degli anni Sessanta, con un esperimento tanto semplice quanto decisivo. Marshall Nirenberg e il suo collaboratore prepararono una molecola di RNA artificiale composta da una sola lettera ripetuta — una catena di sole «U» — e la fornirono a un sistema capace di produrre proteine. Il risultato fu una proteina fatta di un solo amminoacido ripetuto, la fenilalanina. La deduzione era immediata: la «parola» UUU significa «fenilalanina». Era il primo codone decifrato. Procedendo con altre sequenze sintetiche, Nirenberg, Severo Ochoa, Har Gobind Khorana e i loro collaboratori completarono in pochi anni l’intero dizionario, associando ogni codone al suo amminoacido, e ricevettero per questo il premio Nobel. Da quel momento parlare di «codice» nella cellula non fu più una metafora, ma una descrizione tecnica verificata in laboratorio.
3. Come si legge il codice: trascrizione e traduzione
Per capire perché il codice è così importante, dobbiamo vedere come la cellula lo usa. Il processo si svolge in due grandi fasi, che vale la pena spiegare con calma perché tornano in tutto il Percorso.
La prima fase è la trascrizione. Il DNA è custodito al sicuro come un archivio prezioso; per usarlo, la cellula non lo sposta, ne fa una copia di lavoro. Un enzima chiamato RNA polimerasi scorre lungo il DNA, individua l’inizio di un gene grazie a sequenze-segnale (i «promotori») e trascrive quel tratto in una molecola di RNA messaggero (mRNA). L’RNA usa un alfabeto chimico quasi identico a quello del DNA, con una sola differenza di lettera. La copia così ottenuta è il messaggio che verrà effettivamente letto.
La seconda fase è la traduzione, e qui entra in scena il codice vero e proprio. L’mRNA viaggia fino al ribosoma, la macchina molecolare che assembla le proteine. Il ribosoma legge il messaggio tre lettere alla volta: ogni gruppo di tre basi si chiama codone, ed è una «parola» di tre lettere che indica un amminoacido preciso. Per esempio, il codone UUA significa «aggiungi leucina», il codone AGA significa «aggiungi arginina». A portare l’amminoacido giusto al posto giusto provvede una piccola molecola a forma di quadrifoglio, l’RNA di trasferimento (tRNA): da un’estremità espone tre basi (l’anticodone) che si appaiano al codone sull’mRNA, dall’altra tiene attaccato l’amminoacido corrispondente. Il ribosoma avanza codone dopo codone, aggancia gli amminoacidi uno dietro l’altro e fa crescere la catena proteica, finché incontra un segnale di stop. La proteina finita si stacca, già pronta a ripiegarsi.
Vale la pena dare un’idea dei ritmi e della precisione in gioco, perché aiutano a capire di che cosa stiamo parlando. Il ribosoma non procede a caso né a tentoni: in un batterio aggiunge dell’ordine di una decina o una ventina di amminoacidi al secondo, e lo fa sbagliando in media meno di una volta ogni diecimila amminoacidi inseriti. Sono prestazioni da macchina di precisione, non da reazione spontanea. Conviene anche distinguere i tre tipi di RNA che entrano in gioco, perché hanno ruoli diversi: l’mRNA è il messaggio da leggere, i tRNA sono gli «adattatori» che portano gli amminoacidi, e l’RNA ribosomiale (rRNA) forma il cuore stesso del ribosoma. Tre attori, tre funzioni distinte.
Si noti la logica dell’insieme: c’è un testo (il DNA), una copia di lavoro (l’mRNA), un lettore (il ribosoma) e un dizionario fisico (i tRNA con i loro amminoacidi). È, a tutti gli effetti, un sistema di elaborazione dell’informazione.
Conviene aggiungere un dettaglio che useremo più avanti. Prima ancora che la traduzione cominci, ogni tRNA deve essere «caricato» con l’amminoacido giusto: questo accoppiamento non avviene da solo, ma è eseguito da enzimi dedicati che fanno da garanti della corrispondenza. Inoltre, l’intero processo è sorvegliato da meccanismi di controllo che riducono gli errori a livelli bassissimi, perché un solo amminoacido sbagliato può rendere inutile o dannosa l’intera proteina. La traduzione, insomma, non è una reazione chimica che «capita»: è un’operazione informata, controllata e altamente accurata, in cui decine di componenti specializzati collaborano a ogni passo.
4. La struttura del codice: 64 parole per 20 significati
Vale la pena guardare la «grammatica» di questo codice, perché ne rivela la natura. L’alfabeto del DNA ha quattro lettere (le quattro basi). Le parole sono lunghe tre lettere. Con quattro lettere prese a gruppi di tre si ottengono 4 × 4 × 4 = 64 combinazioni possibili: 64 codoni. Gli amminoacidi da specificare, però, sono soltanto venti. Le combinazioni, dunque, sono più che sufficienti.
Il codice gestisce questa abbondanza in due modi. Primo, è ridondante: molti amminoacidi sono indicati da più codoni diversi. La treonina, per esempio, è specificata da ben quattro codoni (ACU, ACC, ACA, ACG). Secondo, alcuni codoni non indicano amminoacidi ma fungono da segnali di punteggiatura: tre codoni significano «stop», e dicono al ribosoma dove terminare la proteina; uno (AUG) funge da «start». In totale, sessantuno codoni su sessantaquattro designano amminoacidi, tre dicono «fine». È una struttura ordinata, economica e — come vedremo — sorprendentemente ben congegnata.
Conviene fermarsi un istante su un dettaglio apparentemente banale: perché le parole sono lunghe proprio tre lettere? La risposta è una piccola lezione di matematica combinatoria. Con quattro lettere, parole di una sola lettera distinguerebbero appena quattro significati: troppo pochi per venti amminoacidi. Parole di due lettere darebbero 4 × 4 = 16 combinazioni: ancora insufficienti. Servono almeno tre lettere, che portano a 64 combinazioni, il primo numero abbondantemente capiente. La cellula, in altre parole, usa la lunghezza di parola minima che funziona — la stessa logica di economia che un progettista adotterebbe nel definire un formato di dati. Non è una prova di nulla, ma è un’osservazione che vale la pena tenere a mente.
C’è un’altra proprietà del codice che vale la pena notare, perché è tanto semplice quanto delicata: il messaggio viene letto senza spazi né virgole fra una parola e l’altra. Le triplette si susseguono attaccate, e il ribosoma le distingue solo perché parte dal punto giusto — il codone di «start» — e poi procede rigorosamente a gruppi di tre. Questo significa che il punto in cui inizia la lettura, il cosiddetto «modulo di lettura», è decisivo: se per errore la lettura cominciasse anche solo una lettera più avanti, tutte le parole successive risulterebbero spostate e il messaggio diventerebbe un’accozzaglia priva di senso — come accadrebbe a una frase italiana se la dividessimo in gruppi di tre lettere partendo dal posto sbagliato. Anche questo — un testo continuo che richiede un punto d’inizio preciso e una griglia di lettura fissa — è un tratto tipico dei sistemi di codifica, non della chimica lasciata a sé stessa.
Resta da spiegare come il codice gestisca concretamente la ridondanza, e qui interviene un meccanismo elegante chiamato «vacillamento» (in inglese wobble). Se si osservano i gruppi di codoni che indicano lo stesso amminoacido, si nota che molto spesso a cambiare è soltanto la terza lettera, mentre le prime due restano fisse — è esattamente il caso della treonina vista sopra (AC-qualcosa). La cellula sfrutta questo fatto: permette a un singolo tRNA di «chiudere un occhio» proprio sulla terza posizione del codone, così da riconoscerne più d’uno che differiscono solo per l’ultima lettera. Ne consegue che bastano meno di sessantuno tRNA diversi per coprire tutti i codoni. È un dettaglio tecnico, ma rivela qualcosa di importante: la ridondanza non è disordine o rumore, è organizzata secondo una regola precisa — proprio ciò che ci si aspetta da un sistema di codifica ben progettato, e non da un’accozzaglia casuale.
5. Due lingue diverse, e un traduttore in mezzo
Prima di arrivare al punto decisivo, fermiamoci su un fatto che spesso passa inosservato. Nella cellula convivono due «lingue» chimiche completamente diverse. La prima è quella degli acidi nucleici (DNA e RNA), il cui alfabeto è fatto di quattro basi. La seconda è quella delle proteine, il cui alfabeto è fatto di venti amminoacidi. Sono linguaggi costruiti con mattoni chimici di natura diversa, che non si combinano direttamente tra loro.
Tutta la vita dipende dal saper tradurre dalla prima lingua alla seconda. Ma tradurre fra due lingue non è un’operazione chimica spontanea: è un’operazione simbolica. Serve qualcosa che metta in relazione una parola dell’una con una parola dell’altra, pur in assenza di un legame naturale fra le due. In una traduzione fra lingue umane questo «qualcosa» è un dizionario, frutto di una convenzione. Nella cellula, è l’apparato di traduzione. Il fatto stesso che esista un problema di traduzione — che ci voglia un sistema per passare da un alfabeto chimico all’altro — è già il segno che siamo di fronte a informazione codificata, e non a semplice chimica che si svolge da sé.
Per cogliere la differenza, si pensi a come si traduce fra due lingue umane senza radici comuni: non c’è alcun legame «naturale» fra la parola italiana «acqua» e quella, poniamo, giapponese che le corrisponde. Il ponte fra le due è puramente convenzionale, e nella storia, per ricostruire ponti del genere, è servita talvolta una stele di Rosetta — un supporto che fissasse la corrispondenza fra due scritture. Nella chimica della cellula non esiste alcuna stele di Rosetta scritta nelle leggi della fisica: la corrispondenza fra basi e amminoacidi non è data in natura, va incarnata in molecole apposite. Ed è esattamente questo «traduttore in mezzo» che, nella prossima sezione, si rivela arbitrario.
6. Il punto decisivo: il codice è chimicamente arbitrario
Arriviamo ora al cuore della lezione, e al punto che più conta per il problema dell’origine. La domanda è: perché il codone UUA significa «leucina» e non, poniamo, «arginina»? Esiste una ragione chimica che lega quel particolare gruppo di tre basi a quel particolare amminoacido?
La risposta, scoperta sperimentalmente, è no. Tra il codone e l’amminoacido che esso designa non c’è alcuna affinità chimica diretta. Lo si vede bene guardando il tRNA, la molecola che fa da intermediario: l’anticodone si trova a un’estremità del quadrifoglio, l’amminoacido all’estremità opposta, lontani tra loro. Le due parti non si «riconoscono» chimicamente. Anzi, il punto in cui l’amminoacido si attacca al tRNA ha la stessa sequenza di basi (la tripletta finale ACC) in tutte e venti le molecole di tRNA: dal punto di vista chimico, quel sito è indifferente a quale amminoacido vi si lega. Tutte le triplette sono ugualmente accettabili; nessuna è chimicamente preferita.
Esiste anche una prova sperimentale diretta di tutto questo, ed è particolarmente elegante. Negli anni Sessanta alcuni ricercatori presero una molecola di tRNA già «caricata» con il suo amminoacido — la cisteina — e, con una reazione chimica mirata, trasformarono quell’amminoacido in un altro, l’alanina, senza toccare il resto del tRNA. Poi lasciarono lavorare il ribosoma. Il risultato fu rivelatore: il ribosoma inserì l’alanina in tutti i punti in cui il messaggio chiedeva «cisteina», cioè dove compariva il codone della cisteina. La macchina, insomma, non controlla affatto quale amminoacido sta agganciando: si fida ciecamente del tRNA e legge solo l’anticodone. È la dimostrazione più limpida che il legame fra parola e significato non risiede nella chimica dell’amminoacido, ma è stabilito a monte, dal sistema che carica i tRNA. Cambia il «dizionario», e il significato cambia con esso.
In altre parole, dal punto di vista delle proprietà dei suoi componenti, il codice genetico è fisicamente e chimicamente arbitrario. La corrispondenza tra parole di tre lettere e amminoacidi non è imposta dalla materia: è una convenzione, esattamente come nel codice Morse la corrispondenza tra una sequenza di punti e linee e una lettera dell’alfabeto è una convenzione, non una proprietà del filo elettrico. Questo è il senso preciso in cui la cellula contiene un software: un sistema di simboli la cui relazione con il significato è stabilita per convenzione, non dettata dalla fisica.
Se non è la chimica a stabilire le corrispondenze, chi lo fa? Nella cellula attuale, il compito è affidato a una squadra di una ventina di proteine specializzate, le amminoacil-tRNA sintetasi: una per ciascun amminoacido. Vale la pena guardare cosa fa ciascuna di esse, perché è impressionante. Ogni sintetasi deve, nell’ordine: riconoscere il proprio specifico amminoacido fra tutti quelli presenti; riconoscere lo specifico tRNA che porta l’anticodone giusto; attivare l’amminoacido facendolo reagire con una molecola di energia (l’ATP); e infine agganciare quell’amminoacido a quel tRNA. È un riconoscimento molecolare quadruplo, eseguito con una precisione altissima — un errore qui significherebbe inserire l’amminoacido sbagliato in ogni proteina che usa quella parola. Per questo le sintetasi sono state definite veri «prodigi di specificità»: sono esse stesse il dizionario fisico che traduce le parole del codice nei loro significati. E qui si annida il problema, come vedremo tra poco: ciascuna di queste sintetasi è essa stessa una proteina complessa, costruita leggendo — attraverso il codice — l’informazione del DNA che essa contribuisce a decodificare.
7. La prova che il codice non era inevitabile
Si potrebbe ancora sperare che, pur senza un’affinità diretta, le leggi della chimica rendessero comunque «necessario» un unico codice possibile. Anche questa speranza si è infranta contro i dati.
La scoperta decisiva è che il codice genetico non è del tutto universale: ne esistono diverse varianti. In vari microrganismi e in alcuni organelli cellulari si trovano serie di assegnazioni codone-amminoacido leggermente diverse dal codice «standard». Qualche esempio concreto: nei mitocondri — gli organelli che producono energia nelle nostre cellule — alcuni codoni hanno un significato diverso rispetto al codice standard, e in certi protozoi codoni che altrove dicono «stop» vengono invece letti come amminoacidi. E non si tratta di una o due eccezioni curiose: per dare un ordine di grandezza, già a metà degli anni Duemila se ne contavano diciassette, di codici varianti, e da allora il numero conosciuto è solo cresciuto. Il significato di questo fatto è profondo: se le proprietà chimiche dei nucleotidi e degli amminoacidi imponessero un’unica corrispondenza obbligata, non potrebbero esistere codici alternativi. Ma poiché esistono, vuol dire che la chimica consente più di un codice. E ciò che la natura consente in più versioni non può, per definizione, essere chimicamente inevitabile.
Mettendo insieme i due risultati — nessuna affinità diretta e codici multipli — la conclusione è solida: il codice genetico non è un prodotto necessario della chimica. È una delle tante possibilità ammesse, scelta e mantenuta. E «scelta» è una parola che, nella nostra esperienza, rimanda a un agente che sceglie.
8. C’è davvero un software nella cellula
L’analogia con il software, a questo punto, non è un abbellimento retorico ma una descrizione accurata. Un programma per computer è una sequenza di simboli (in ultima analisi, di bit) la cui relazione con ciò che fanno è stabilita da convenzioni — il linguaggio di programmazione, l’insieme delle istruzioni. Il significato non è scritto nel silicio: è imposto da chi ha progettato il sistema. Allo stesso modo, il significato dei codoni non è scritto nella chimica delle basi: è incarnato nell’apparato di traduzione.
Questa analogia ha però un limite che gioca a sfavore delle spiegazioni puramente chimiche, non a loro favore. Nei computer, hardware e software sono separabili: lo stesso programma può girare su macchine diverse. Nella cellula, invece, il «software» (la sequenza dei geni) e l’«hardware» (le macchine che lo leggono) sono talmente intrecciati da non poter esistere l’uno senza l’altro. Le istruzioni servono a costruire i lettori delle istruzioni. È un grado di integrazione che nessun sistema artificiale raggiunge, e che rende ancora più difficile immaginare come l’insieme possa essersi assemblato un pezzo alla volta.
Va aggiunto che l’informazione genetica è digitale nel senso pieno: è codificata in unità discrete e separate (le basi), non in grandezze continue. Questo ha conseguenze concrete. Un’informazione digitale può essere copiata indefinitamente senza degradarsi, può essere corretta confrontando l’originale con la copia, e permette di immagazzinare istruzioni precise in uno spazio minimo — sono esattamente le proprietà che rendono potente il codice binario dei computer. Trovare nella cellula un’informazione di natura digitale, e non un vago «ordine chimico», restringe ulteriormente il campo delle cause plausibili: la codifica digitale, nella nostra esperienza, è una firma tipica dei sistemi progettati.
9. Il problema dell’origine: una convenzione senza convenzionatore?
Possiamo ora formulare con precisione perché il codice aggrava il problema dell’origine della vita, anziché alleggerirlo.
Primo aspetto: una convenzione, per esistere, deve essere istituita. Nel codice Morse, qualcuno ha deciso che tre punti significano «S». Il codice genetico è una convenzione analoga — un insieme di assegnazioni non dettate dalla chimica — e nella nostra esperienza le convenzioni di questo tipo provengono sempre da una mente. Spiegare l’origine del codice significa spiegare l’origine di un sistema di corrispondenze simboliche, non di una semplice reazione chimica.
Secondo aspetto, ancora più stringente: il codice non è un’informazione che «se ne sta» nel DNA, ma un sistema funzionalmente interdipendente. Per funzionare, richiede simultaneamente l’mRNA, una ventina di tRNA specifici e una ventina di sintetasi specifiche — e ognuna di queste sintetasi è una proteina, dunque è costruita leggendo l’informazione del DNA attraverso il codice stesso. In altre parole, per leggere il codice serve un macchinario che è prodotto leggendo il codice. È il paradosso dell’uovo e della gallina che abbiamo incontrato nel Modulo 1, ma a un livello ancora più profondo: non solo l’informazione e le macchine devono coesistere, ma deve coesistere anche il sistema di traduzione che mette in relazione le une con le altre.
Tentare di spiegare l’origine del codice riducendolo a semplici affinità chimiche, come hanno tentato le teorie dell’auto-organizzazione, non porta a poche regole di attrazione, ma a un intero sistema integrato di grandi molecole — esattamente la complessità che si doveva spiegare. Un aspetto dell’enigma rimanda all’altro, in cerchio.
Per cogliere quanto sia stretto questo cerchio, basta seguire una singola sintetasi. Per esistere, la sintetasi che attacca, poniamo, la leucina al suo tRNA deve essere costruita: ma costruirla significa tradurne il gene, e tradurre il gene richiede che il codice sia già operativo — cioè che esistano già tutte le sintetasi, compresa quella che stiamo cercando di spiegare. Non si tratta di un anello mancante in una catena, ma di una catena che si morde la coda. Una spiegazione graduale, passo dopo passo, presuppone che a ogni passo intermedio esista qualcosa di funzionante; ma un codice a metà — con metà delle parole assegnate e metà del dizionario — non traduce nulla, e dunque non offre alcun vantaggio su cui la selezione naturale possa lavorare. È questa la difficoltà che le teorie naturalistiche dell’origine del codice non hanno superato.
C’è infine un aspetto quantitativo che vale la pena rendere esplicito. L’apparato di traduzione non è un dettaglio accessorio: è esso stesso una mole imponente di informazione. Comprende il ribosoma (a sua volta composto da decine di proteine e da grandi molecole di RNA), una ventina di tRNA diversi, una ventina di sintetasi, oltre ai numerosi fattori che avviano, fanno procedere e terminano la traduzione. Per dare un ordine di grandezza: il solo macchinario che legge il codice richiede l’informazione per costruire diverse decine di proteine e di RNA distinti — cioè decine di migliaia di «lettere» genetiche sequenziate con precisione — e tutto questo prima ancora di poter leggere il primo gene «utile». Significa che spiegare l’origine del codice non riduce la quantità di informazione da rendere conto, ma la moltiplica: oltre all’informazione del «testo» genetico, bisogna spiegare l’origine dell’informazione che costruisce l’intera macchina lettrice. Il problema, ancora una volta, non si semplifica scendendo nel dettaglio: si allarga.
10. «Incidente congelato» od ottimizzazione?
Di fronte all’arbitrarietà del codice, Francis Crick propose l’idea che esso fosse un «incidente congelato» (frozen accident): una assegnazione casuale, fissatasi presto per caso e poi rimasta immutata perché modificarla sarebbe stato letale. È un’ipotesi onesta, ma sposta il problema più che risolverlo: dice perché il codice non è più cambiato, non come sia sorto un insieme funzionante di corrispondenze in primo luogo.
Per giunta, studi successivi hanno mostrato che il codice standard non sembra affatto un incidente qualunque. Confrontato con milioni di codici alternativi possibili, quello reale risulta straordinariamente efficiente nel minimizzare i danni degli errori: quando una lettera viene letta male, il codice tende a sostituire l’amminoacido con uno chimicamente simile, riducendo l’effetto della svista. Una celebre analisi ha confrontato il codice naturale con un milione di codici alternativi generati al computer, e ha concluso che quello reale è migliore di quasi tutti nel contenere l’effetto degli errori: un risultato sintetizzato nella formula secondo cui il codice genetico sarebbe «uno su un milione». Un codice puramente «accidentale» non avrebbe alcun motivo di collocarsi così in alto in questa classifica.
Non a caso, parte di questa robustezza nasce proprio dalla struttura che abbiamo descritto qualche sezione fa. Poiché spesso è solo la terza lettera a variare fra codoni che indicano lo stesso amminoacido, gli errori di lettura più frequenti — quelli sull’ultima posizione — tendono a non cambiare affatto l’amminoacido prodotto, o a sostituirlo con uno chimicamente simile. L’arbitrarietà delle assegnazioni, in altre parole, non è disposta a casaccio: è organizzata in modo da assorbire gli errori. Questa raffinatezza — un sistema arbitrario ma per giunta ben congegnato e tollerante ai guasti — è precisamente il genere di proprietà che, nella nostra esperienza, associamo al progetto e non al caso.
11. Cosa significa per l’origine della vita
Riassumiamo il filo. La vita non funziona con la sola chimica: funziona con un codice, cioè con un sistema di corrispondenze simboliche non dettate dalla materia. Questo codice è arbitrario (nessuna affinità diretta), non necessario (esistono varianti), interdipendente (richiede tutto l’apparato di traduzione per funzionare) e perfino ottimizzato. Per spiegarne l’origine, una teoria naturalistica deve far comparire contemporaneamente l’informazione codificata e la macchina che la decodifica, sapendo che la seconda è prodotta dalla prima.
Conviene fissare il bilancio in modo netto. Nel Modulo 1 il problema dell’origine della vita appariva come un unico grande nodo: l’origine dell’informazione. Ora quel nodo si è triplicato. Bisogna spiegare l’origine del testo genetico (la sequenza specifica delle basi); l’origine del codice (l’insieme arbitrario di corrispondenze); e l’origine del macchinario di traduzione (ribosomi, tRNA, sintetasi) che mette in relazione l’uno con l’altro ed è esso stesso scritto in quel testo, tramite quel codice. Ognuno dei tre presuppone gli altri due. Più si guarda da vicino, più la difficoltà si moltiplica anziché ridursi — ed è precisamente l’opposto di ciò che ci si aspetterebbe se la vita fosse il prodotto facile di una chimica spontanea.
È come trovare, su un pianeta deserto, un testo scritto in un alfabeto sconosciuto insieme al dizionario che lo traduce e alla stampante che esegue gli ordini del testo — il tutto in grado di costruire copie di sé stesso. Davanti a un simile ritrovamento, l’ipotesi che sia comparso per agitazione spontanea della materia appare, a essere onesti, la meno plausibile tra quelle disponibili.
12. Verso l’inferenza al design
Anche qui vale la cautela che attraversa tutto il sito. L’argomento non dimostra come il codice sia nato, né identifica un meccanismo o descrive un progettista; e non è falsificabile nel senso stretto. Sono limiti reali, da dichiarare. Ma l’inferenza che ne emerge non è un argomento dall’ignoranza: si fonda su ciò che positivamente sappiamo. Sappiamo che i sistemi di simboli convenzionali — codici, linguaggi, programmi — nella nostra esperienza provengono da menti; e troviamo nella cellula un sistema di simboli convenzionale, integrato e ottimizzato. Inferirne un’origine intelligente è, in coerenza con la posizione del sito, una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non un dogma. Per l’inquadramento completo rimandiamo all’articolo fondativo del sito.
Nel prossimo modulo lasceremo per un momento l’informazione e torneremo alla provetta: esamineremo la chimica prebiotica reale — che cosa i ricercatori sono effettivamente riusciti a ottenere in laboratorio, e dove la sintesi dei mattoni della vita si arena.
Prossimo Modulo
Nel Modulo 3 — La chimica prebiotica: cosa sappiamo e cosa non sappiamo — passeremo dalla teoria dell’informazione al laboratorio, esaminando i risultati reali della chimica prebiotica: che cosa è stato sintetizzato davvero, a quali condizioni, e perché la distanza dai veri mattoni della vita resta enorme.
Per approfondire
- Il codice genetico è un software che nessuno ha programmato? — l’analisi approfondita della natura informazionale del codice.
- Il problema dell’origine della vita — il quadro generale del problema, di cui questo modulo approfondisce il cuore informazionale.
- Cos’è il Disegno Intelligente e di cosa parla questo sito — la posizione editoriale e l’inquadramento dell’ID.
Riferimenti
Behe, M. J. (1996). Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution. Free Press.
Chapeville, F. et al. (1962). “On the Role of Soluble Ribonucleic Acid in Coding for Amino Acids.” Proceedings of the National Academy of Sciences, 48(6), 1086-1092.
Crick, F. (1968). “The Origin of the Genetic Code.” Journal of Molecular Biology, 38(3), 367-379.
Freeland, S. J., & Hurst, L. D. (1998). “The Genetic Code Is One in a Million.” Journal of Molecular Evolution, 47(3), 238-248.
Lo, T. Y., Chien, P. K. et al. (2018). Evolution and Intelligent Design in a Nutshell. Discovery Institute Press.
Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.
Yockey, H. P. (2005). Information Theory, Evolution, and the Origin of Life. Cambridge University Press.
