Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 7

Prerequisiti:
Modulo 2
Modulo 6
Guida alla lettura
Disclaimer

1. Il bivio metodologico

Siamo arrivati all’ultimo modulo del percorso, ed è il momento di alzare lo sguardo dal singolo problema al metodo. Nei sei moduli precedenti abbiamo esaminato, uno per uno, i tentativi di spiegare l’origine della vita: l’informazione del DNA, il codice genetico, la chimica prebiotica, il mondo a RNA, la cellula minima, il tempo e il caso. Ogni volta abbiamo trovato lo stesso nodo irrisolto — l’origine di una grande quantità di informazione precisa — e ogni volta abbiamo sospeso il giudizio, rimandando la conclusione.

È giunto il momento di affrontare la domanda di fondo: di fronte a un enigma del genere, come si sceglie la spiegazione migliore? Non basta dire «questa ipotesi non funziona»: occorre un metodo per confrontare tutte le spiegazioni in campo e capire quale, allo stato delle conoscenze, ne esca vincitrice. Questo modulo non aggiunge un nuovo dato: offre la cornice logica entro cui leggere tutti i dati precedenti. E quella cornice — lo vedremo — è la stessa che gli scienziati usano ogni giorno in molte discipline, dalla geologia all’archeologia, dalla medicina alle indagini forensi. Lungi dall’essere un ragionamento speciale ritagliato su misura per l’ID, è il modo ordinario in cui si indaga qualunque origine: capirlo bene è la chiave per valutare con equità la conclusione a cui arriveremo.

2. Le tre spiegazioni possibili

Cominciamo da una constatazione semplice ma potente. Quando ci troviamo davanti a un fenomeno qualsiasi e ci chiediamo da dove venga, le cause possibili ricadono — secondo una classificazione che risale almeno ai filosofi greci — in un piccolo numero di categorie. Un evento può essere il risultato del caso (un puro accidente), della necessità (una legge di natura che lo rende inevitabile), oppure di una combinazione dei due (il caso che propone, la legge che dispone). Queste tre opzioni esauriscono, in pratica, tutte le cause puramente naturali.

Esiste però una quarta possibilità, che non è riducibile alle prime tre: il progetto, cioè l’azione di un agente intelligente. Quando troviamo una freccia di selce scheggiata, una scritta su un muro o un programma per computer, non li attribuiamo né al caso, né a una legge fisica, né alla loro somma, ma a una mente. Il compito di chi indaga l’origine di qualcosa è allora confrontare queste possibilità e stabilire, con metodo, quale spieghi meglio ciò che osserva. È esattamente ciò che faremo, una alla volta, con l’origine dell’informazione biologica.

Esiste anche un ordine sensato in cui considerarle, una sorta di filtro a tappe. Conviene chiedersi prima se una legge di necessità basti a spiegare il fenomeno; se no, se possa farlo il caso; e solo quando entrambi falliscono di fronte a un evento al tempo stesso altamente improbabile e specificato, prendere sul serio l’ipotesi del progetto. Non è un trucco per arrivare di forza al design: è la stessa procedura prudente con cui un investigatore esclude prima l’incidente e la causa naturale, e solo dopo, davanti a indizi che convergono in un’unica direzione, ipotizza un’azione deliberata. Seguiremo proprio quest’ordine.

3. Come ragionano le scienze storiche

Prima di passare in rassegna le spiegazioni, dobbiamo capire che tipo di ragionamento useremo, perché non è quello del laboratorio. Le domande sull’origine — come è nata la vita, come si sono formati i continenti, chi ha lasciato queste impronte — riguardano eventi unici e passati, che non possiamo riprodurre in provetta. Per affrontarle, le cosiddette scienze storiche (geologia, paleontologia, cosmologia, archeologia, biologia evolutiva) usano un metodo particolare: l’inferenza alla migliore spiegazione, detta anche ragionamento abduttivo.

Conviene distinguerla dalle altre due forme di ragionamento. La deduzione parte da premesse certe e ne trae conclusioni necessarie (è la logica della matematica). L’induzione generalizza da molti casi osservati a una regola. L’abduzione fa qualcosa di diverso: dato un fatto sorprendente, cerca l’ipotesi che, se fosse vera, lo renderebbe il meno sorprendente possibile. Non offre certezze, ma la spiegazione più ragionevole alla luce di ciò che sappiamo — ed è il pane quotidiano di ogni scienza che ricostruisce il passato, oltre che del medico e del detective.

Funziona così: si raccolgono gli indizi presenti, si elencano le cause che potrebbero averli prodotti, e si sceglie quella che — se fosse vera — li spiegherebbe meglio di ogni altra. Il grande geologo Charles Lyell, maestro di Darwin, lo riassunse in una formula che fece da bussola a tutta la scienza dell’Ottocento: bisogna spiegare il passato facendo riferimento a «cause attualmente in azione» — cause cioè che vediamo all’opera oggi, di cui conosciamo per esperienza diretta gli effetti. Darwin stesso costruì così la sua teoria. A questo criterio se ne aggiunge un secondo, altrettanto importante: fra le cause in gara va preferita quella causalmente adeguata, cioè quella che possiede davvero il potere di produrre l’effetto osservato. Una causa può anche essere reale e presente, ma se è troppo debole per generare ciò che vediamo, non è la spiegazione giusta. Questi due princìpi — privilegiare le cause note e adeguate, di cui si conosce per osservazione la capacità di produrre un dato effetto — saranno la chiave di tutto ciò che segue. Teniamoli bene a mente: la domanda decisiva, per ogni candidato, non sarà «è immaginabile?», ma «lo abbiamo mai visto produrre, davvero, l’effetto in questione?».

4. Perché la necessità (le leggi) non basta

Esaminiamo allora il primo candidato: la necessità, cioè l’idea che una legge fisico-chimica abbia reso inevitabile la comparsa dell’informazione biologica. È un’ipotesi attraente: se una legge ancora ignota costringesse gli atomi a disporsi nelle sequenze giuste, l’origine della vita sarebbe spiegata senza bisogno né di fortuna né di menti.

Il problema è di fondo, e l’abbiamo già intravisto nel Modulo 2. Le leggi di natura, per loro stessa natura, descrivono regolarità: schemi ripetitivi e prevedibili in cui, dato un certo stato, il successivo è determinato. Una legge produce ordine — la disposizione regolare e ripetuta degli atomi in un cristallo di sale, le onde che si succedono uguali — non informazione. E l’informazione, lo sappiamo, è un’altra cosa: è una sequenza non ripetitiva, irregolare ma specificata, come le lettere di questa frase. Più una sequenza è governata da una legge che la rende prevedibile, meno informazione può portare: un timbro che imprime sempre la stessa lettera non scriverà mai un libro. Dire che una legge produce informazione complessa è quasi una contraddizione in termini.

Si pensi alla differenza fra un cristallo e un libro. In un cristallo di sale ogni ione di sodio è circondato da ioni di cloro secondo uno schema rigido che si ripete identico miliardi di volte: è ordine purissimo, ma proprio per questo non trasmette alcun messaggio — conoscendo un angolino del cristallo, si conosce già tutto il resto. Un testo è l’opposto: nessuna legge impone quale lettera segua quale, ed è proprio questa libertà, unita al vincolo del significato, a permettergli di dire qualcosa. Il chimico e filosofo Michael Polanyi lo formulò con esattezza: la sequenza delle basi nel DNA non è dettata dalle forze chimiche, così come la sequenza delle lettere in questa pagina non è dettata dalle proprietà dell’inchiostro e della carta. Se lo fosse — se una legge la rendesse obbligata — non potrebbe più trasmettere informazione.

C’è un’immagine che chiarisce tutto. Disponiamo delle lettere magnetiche colorate sullo sportello del frigorifero a comporre la frase «la vita è bella». Che cosa spiega quella disposizione? Non certo le forze magnetiche: il magnetismo tiene le lettere attaccate al metallo, ma è del tutto indifferente al loro ordine — le stesse forze terrebbero attaccata qualsiasi sequenza, sensata o assurda. Allo stesso modo, i legami chimici tengono insieme la catena del DNA, ma — come abbiamo visto — non determinano affatto la sequenza delle basi, che è chimicamente libera. Se le forze fisiche non spiegano l’ordine delle lettere sul frigorifero, non possono spiegare nemmeno l’ordine delle basi nel DNA. La necessità, da sola, è il candidato sbagliato: spiega l’ordine, non l’informazione.

5. L’auto-organizzazione: una via di mezzo che non regge

A questo punto interviene una proposta più sofisticata, che merita rispetto perché tenta di superare proprio questo limite: le teorie dell’auto-organizzazione. L’idea, sostenuta da studiosi seri come Stuart Kauffman e Ilya Prigogine, è che la materia, in certe condizioni lontane dall’equilibrio, possieda una tendenza spontanea a generare ordine complesso da sé — e che questa tendenza possa aver fatto emergere le prime strutture viventi senza bisogno di progetto.

È un programma di ricerca legittimo e affascinante, ma incontra un ostacolo concettuale, non solo pratico. Le strutture che l’auto-organizzazione produce davvero — i vortici di un fluido, le celle esagonali di certi moti convettivi, i disegni regolari di certe reazioni chimiche — sono, ancora una volta, forme di ordine ripetitivo, non di informazione specificata. Sono bei motivi, ma sono come la trama regolare di un tessuto, non come il testo di un romanzo. Lo studio di queste «strutture dissipative», che valse a Prigogine il premio Nobel, è scienza eccellente; ma descrive come la materia generi schemi regolari quando l’energia la attraversa, non come nasca la complessità specificata e aperiodica di un codice. Sono due cose che il linguaggio comune confonde sotto la parola «ordine», ma che la teoria dell’informazione tiene nettamente distinte. E quando questi modelli sembrano produrre qualcosa di più, a un esame attento si scopre che l’informazione era stata immessa di nascosto dal ricercatore: i sistemi di Kauffman, per esempio, funzionano solo dopo essere stati opportunamente «sintonizzati» — cioè dopo che un’intelligenza ha fissato i parametri giusti. L’auto-organizzazione, insomma, o produce ordine (che non è informazione), oppure presuppone l’informazione che dovrebbe spiegare, spostando il problema invece di risolverlo. È lo stesso schema che abbiamo visto ripetersi in tutto il percorso.

6. Perché il caso non basta

Il secondo candidato è il caso, e su di esso possiamo essere brevi, perché gli abbiamo dedicato l’intero Modulo 6. Lì abbiamo visto che le risorse probabilistiche dell’universo — il numero massimo di «tentativi» possibili dal Big Bang a oggi, circa 10¹³⁹ — sono grandi ma finite, e incomparabilmente inferiori a quanto servirebbe per imbroccare per puro caso anche una sola proteina funzionale, per non parlare delle centinaia richieste da una cellula.

Vale però la pena ricordare la conclusione metodologica di quel modulo, perché qui torna utile. Il caso non si scarta solo perché un evento è improbabile — eventi improbabili accadono di continuo — ma quando ricorrono insieme due condizioni: l’evento è specificato (corrisponde a un modello indipendente, come una sequenza funzionale o una frase di senso compiuto) e la sua improbabilità supera le risorse disponibili. L’informazione biologica soddisfa entrambe le condizioni. Per questo il caso, come la necessità, esce di scena: non per pregiudizio, ma perché i numeri lo escludono.

7. E la combinazione? La selezione prima della vita

Resta la terza opzione naturale: la combinazione di caso e necessità. È, in fondo, il meccanismo dell’evoluzione darwiniana — la variazione casuale che propone, la selezione naturale che dispone — e nessuno dubita della sua potenza per spiegare il cambiamento degli organismi già viventi. Non si potrebbe invocarlo anche per l’origine della vita, come scorciatoia attraverso il pagliaio?

La risposta, l’abbiamo incontrata nei Moduli 5 e 6, è netta: no, non per l’origine. La selezione naturale può accumulare passi favorevoli solo a partire da qualcosa che già si riproduce con variazioni ereditabili. Ma è proprio la prima cosa che si riproduce — la prima cellula — ciò che dobbiamo spiegare. Invocare la selezione per produrla significa usarla prima che esistano le condizioni che la rendono operativa: il premio della gara prima che la gara cominci. E se qualcuno immaginasse una nuova legge ancora sconosciuta, capace di fare da scorciatoia, ricadrebbe nel problema del Modulo 4 e del Modulo 5: una legge che orienti la materia verso il bersaglio non eliminerebbe l’informazione, la sposterebbe soltanto nella legge stessa, lasciando intatta la domanda — da dove viene quell’informazione? Spostare un problema, lo ripetiamo per l’ultima volta, non è risolverlo.

8. La causa che resta: l’intelligenza

Eliminati — allo stato delle conoscenze — il caso, la necessità e la loro combinazione, torniamo alla domanda di Lyell: esiste una causa attualmente in azione, di cui conosciamo per esperienza diretta la capacità di produrre informazione specificata? La risposta è sì, e ne abbiamo esperienza ogni giorno: quella causa è l’intelligenza.

Questo è il cuore positivo dell’inferenza, e va capito bene perché è ciò che la distingue da una semplice resa. Nella nostra esperienza uniforme e ripetuta, l’informazione specificata — un testo, un codice, un software, un’iscrizione antica, un sonetto — proviene sempre da una mente. Quando risaliamo alla sorgente delle informazioni su uno schermo, troviamo un programmatore; di quelle in un libro, uno scrittore. Gli antropologi che scoprirono le pitture rupestri di Lascaux dedussero senza esitazione la presenza di antichi artisti, perché l’unica causa nota di arte rappresentativa è una mente. Davanti ai volti scolpiti del Monte Rushmore nessuno invoca l’erosione: riconosciamo un modello indipendente — i volti dei presidenti — e inferiamo uno scultore. In tutti i casi in cui conosciamo la storia causale di un sistema ricco di informazione specificata, all’origine troviamo un’intelligenza. L’intelligenza è dunque una vera causa dell’informazione: nota, osservabile, causalmente adeguata.

E non si tratta di un’inferenza puramente teorica: la verifichiamo in tempo reale ogni volta che osserviamo una mente all’opera. In questo stesso momento, leggendo, state assistendo a una causa intelligente che trasmette informazione specificata; e ognuno di noi, scrivendo un messaggio, la produce di continuo. Di nessun’altra causa — né del caso, né delle leggi — abbiamo mai osservato un simile potere. È in questo senso preciso che l’intelligenza è «causalmente adeguata»: non solo è concepibile, ma la vediamo fare, ogni giorno e sotto i nostri occhi, esattamente ciò che dobbiamo spiegare. Quando la stessa firma — grandi quantità di informazione specificata — compare nel DNA, l’inferenza alla causa intelligente non è un salto nel buio, ma l’applicazione coerente dello stesso ragionamento che usiamo per il software e per le iscrizioni.

9. «Non è un argomento dall’ignoranza»

Qui scatta l’obiezione più importante, e va presentata nella sua forma più forte perché è quella che molti critici considerano decisiva. «Voi — si dice — concludete per il progetto solo perché le spiegazioni naturali non hanno ancora funzionato. Ma questo è un classico argomento dall’ignoranza: scambiate ciò che oggi non sappiamo spiegare per la prova di un progettista. Domani la scienza potrebbe trovare il meccanismo naturale, come ha sempre fatto in passato. È il vecchio “dio delle lacune”, che si ritira a ogni nuova scoperta».

È un’obiezione seria e storicamente fondata: argomenti del genere, in passato, sono falliti spesso. Newton, non sapendo spiegare il meccanismo della gravità, vi vide l’intervento diretto di Dio — e si sbagliava. Ma si osservi perché sbagliò: concludeva dal solo non-sapere, dall’assenza di un meccanismo visibile, senza alcuna prova positiva che fosse proprio un’azione divina a muovere i pianeti in quel modo. Mancava, cioè, il secondo ingrediente — e infatti la spiegazione naturale, più tardi, arrivò. La risposta all’obiezione, allora, mostra che l’inferenza al design è di natura diversa. Un argomento dall’ignoranza conclude solo dal fallimento delle alternative: «non so spiegarlo, dunque è progetto». L’inferenza alla migliore spiegazione richiede in più qualcosa di decisivo: una prova positiva dell’adeguatezza causale della spiegazione proposta. E questa prova qui c’è — è l’esperienza uniforme che lega l’informazione specificata alle menti. Non inferiamo il progetto perché ignoriamo come nasca l’informazione, ma perché sappiamo, per esperienza ripetuta, qual è l’unica causa che la produce. Per giunta, l’inadeguatezza delle cause naturali, nel nostro caso, non è semplice «assenza di conoscenza», ma «conoscenza dell’assenza»: il frutto di decenni di ricerca accurata, non di pigra rinuncia. È la combinazione di questi due elementi — la conoscenza positiva di una causa adeguata e la documentata inefficacia delle alternative — a rendere l’inferenza un argomento ragionato, non un riempitivo per le nostre lacune.

10. I limiti onesti dell’inferenza

Detto questo, l’onestà intellettuale che è il fondamento di questo sito ci obbliga a riconoscere con altrettanta fermezza ciò che l’inferenza non fa, e a non spacciarla per più di quanto sia.

Primo: l’inferenza al design non identifica il progettista. Stabilisce che la migliore spiegazione dell’informazione biologica è una causa intelligente, ma non dice chi o che cosa sia, né lo potrebbe con i mezzi dell’indagine empirica. Secondo: non fornisce un meccanismo — non descrive come, quando e con quali mezzi il progetto sia stato attuato. Terzo: non è falsificabile nel senso stretto, perché l’agente non è osservabile con i metodi della scienza sperimentale. Per tutte queste ragioni la presentiamo, coerentemente, come una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non come una teoria scientifica in senso pieno, e tanto meno come un dogma. Quanto alla classica controdomanda «e allora chi ha progettato il progettista?», essa è legittima ma non tocca il punto: stabilire quale sia la migliore spiegazione di una certa informazione è una cosa; ricostruire l’intera metafisica della causa è un’altra, che esula da ciò che questi dati possono dirci. È, del resto, una richiesta che non si avanza in nessun altro campo del sapere: l’archeologo che attribuisce una piramide a costruttori intelligenti non è tenuto a spiegare da dove vengano quei costruttori per concludere, ragionevolmente, che la piramide non è opera del vento e della sabbia. Allo stesso modo, stabilire che l’informazione biologica richiede una causa intelligente non dipende dal saper rispondere a ogni interrogativo sulla natura di quella causa. Riconoscere un’origine intelligente non è la fine di tutte le domande: è una conclusione circoscritta, rivedibile, che lascia aperte le questioni ultime — ed è precisamente per questa misura che la consideriamo intellettualmente onesta.

11. Conclusione del percorso

Possiamo ora raccogliere i fili di tutto il cammino. Lungo sette moduli abbiamo posto una sola, grande domanda — da dove viene l’informazione necessaria alla vita? — e abbiamo passato al vaglio, con il metodo delle scienze storiche, ogni risposta disponibile. Il caso si infrange contro le risorse finite dell’universo. La necessità produce ordine, non informazione. L’auto-organizzazione o ricade nell’ordine o presuppone ciò che dovrebbe spiegare. La combinazione di caso e legge non è disponibile prima che esista la riproduzione. Resta, come unica causa nota e adeguata, l’intelligenza.

Questa non è una dimostrazione, e non l’abbiamo mai chiamata così: è un’inferenza alla migliore spiegazione, provvisoria come ogni conclusione delle scienze storiche, e dichiaratamente limitata nei modi che abbiamo appena elencato. La sua forza non sta in un singolo argomento ad effetto, ma nella convergenza di indizi indipendenti: l’informazione del DNA, l’arbitrarietà del codice, i vicoli ciechi della chimica prebiotica, i limiti del mondo a RNA, la complessità integrata della cellula minima, l’impotenza del caso. Sei strade diverse che portano allo stesso bivio, e allo stesso passo oltre il quale le spiegazioni puramente naturali, oggi, non sanno andare. Trarne che la spiegazione migliore sia un’origine intelligente è, riteniamo, la conclusione più onesta e più solida — purché la si tenga per ciò che è: una deduzione, non un dogma. Per l’inquadramento completo di questa posizione rimandiamo all’articolo fondativo del sito.

Dove andare adesso

Con questo modulo il percorso sull’Origine della Vita si chiude. I temi qui solo accennati sono sviluppati in altri percorsi del sito: la complessità irriducibile delle macchine molecolari, la natura dell’informazione biologica, e — per chi voglia approfondire il metodo qui usato — gli argomenti filosofici e di filosofia della scienza che reggono l’intera inferenza al design.

Per approfondire

• Tempo profondo e caso — perché il caso, da solo, è escluso dai numeri.
• Il codice della vita — perché le leggi chimiche non determinano la sequenza, cioè l’informazione.
• Il Percorso sulle Macchine Molecolari — la complessità irriducibile analizzata in dettaglio.

Riferimenti

Behe, M. J., Dembski, W. A., & Meyer, S. C. (2000). Science and Evidence for Design in the Universe. Ignatius Press.

Dembski, W. A. (1998). The Design Inference: Eliminating Chance through Small Probabilities. Cambridge University Press.

Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.

Meyer, S. C. (2021). Return of the God Hypothesis. HarperOne.

Lo, T. Y., Chien, P. K., et al. (2020). Evolution and Intelligent Design in a Nutshell. Discovery Institute Press.

Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 6

Prerequisiti:
Modulo 1
Modulo 5
Guida alla lettura
Disclaimer

1. L’obiezione che tutti pensano

Arrivati a questo punto del percorso, una contro-obiezione sale spontanea, e sarebbe disonesto non affrontarla a viso aperto. Suona più o meno così: «D’accordo, l’origine della vita è enormemente improbabile. Ma l’universo è vecchio di quasi quattordici miliardi di anni, la Terra di oltre quattro, e l’oceano primordiale brulicava di molecole che si urtavano in continuazione. Con tutto questo tempo profondo e tutte queste occasioni, anche un evento improbabilissimo prima o poi capita. Il caso, con abbastanza tentativi, può fare tutto».

È un’obiezione seria, e in molti casi sarebbe persino corretta. Questo modulo la prende sul serio. La presenteremo nella sua forma più forte; poi la metteremo alla prova non con la retorica, ma con i numeri — perché la domanda «quanti tentativi servono davvero?» ha una risposta sorprendentemente precisa. Vedremo che «tanto tempo» non è la chiave magica che sembra, e capiremo esattamente perché.

2. Il fascino dell’intuizione

Diamo all’obiezione tutta la sua forza, perché ne ha parecchia. Il tempo geologico è davvero vertiginoso: centinaia di milioni di anni a disposizione sulla sola Terra primitiva. L’oceano primordiale era immenso, e in ogni goccia d’acqua si agitavano miliardi di molecole. Le reazioni chimiche, alla scala molecolare, avvengono in frazioni infinitesime di secondo, sicché in un solo anno il numero di «tentativi» possibili è già astronomico. Moltiplicate tutto questo per gli oceani interi e per le ere geologiche, e si ottiene un numero di occasioni che la mente fatica a concepire.

L’intuizione, inoltre, ha dalla sua una verità innegabile: con abbastanza tentativi, gli eventi rari accadono. Se lancio una moneta abbastanza volte, prima o poi otterrò dieci teste di fila. Se compro abbastanza biglietti, prima o poi vinco alla lotteria. È il principio su cui si regge mezza statistica. E i numeri in gioco sembrano dargli ragione: contando un numero generosissimo di reazioni al secondo in ogni angolo degli oceani primordiali, in qualche centinaio di milioni di anni si accumula un totale di tentativi già con decine di zeri. È esattamente il genere di cifra che fa pensare: «con così tante prove, come può il caso fallire?». Perché allora non dovrebbe valere anche per l’origine della vita? L’argomento del «tempo profondo» sembra inattaccabile, ed è proprio per questo che merita un esame attento invece di una liquidazione frettolosa.

3. «Possibile» non è «probabile»

Il primo passo è sciogliere un’ambiguità che si nasconde nell’obiezione. Una cosa è dire che un evento è possibile; un’altra, ben diversa, è dire che è probabile nelle condizioni date. Quasi tutto, in linea di principio, è possibile: è possibile che mescolando le lettere a caso esca un sonetto, è possibile che un mazzo di carte si ordini da solo cadendo a terra. È il celebre paradosso delle scimmie alla macchina da scrivere: si dice che infinite scimmie, battendo a caso sui tasti per un tempo infinito, finirebbero per riscrivere l’opera omnia di Shakespeare. Verissimo — a patto di avere davvero tempo e scimmie infiniti. Il guaio è che l’universo reale non offre nulla di infinito: né tempo, né materia, né occasioni. E come vedremo, la differenza fra «moltissimo» e «infinito», qui, fa tutta la differenza del mondo: «possibile» non significa «destinato ad accadere davvero nel tempo e con le risorse disponibili».

La domanda decisiva, allora, non è «è possibile che il caso produca la vita?» — la risposta è banalmente sì — ma «è probabile, date le risorse realmente disponibili?». E questa è una domanda quantitativa, a cui si può rispondere con i numeri. Per farlo servono due ingredienti, e li costruiremo uno alla volta: primo, quanti tentativi può davvero compiere l’universo (le sue «risorse probabilistiche»); secondo, quanto è grande il bersaglio da colpire (lo spazio delle possibilità). Solo confrontando i due si capisce se il caso è una spiegazione ragionevole o un atto di fede.

4. Quante occasioni ha davvero l’universo?

Cominciamo dal primo numero. Quanti «eventi» — di qualunque tipo, non solo chimici — possono al massimo essersi verificati nell’intera storia dell’universo osservabile? La domanda sembra impossibile, eppure si può rispondere con un calcolo sorprendentemente semplice, proposto dal matematico e filosofo William Dembski.

Il ragionamento usa tre numeri tratti dalla fisica. Primo: nell’universo osservabile ci sono circa 10⁸⁰ particelle elementari (un 1 seguito da ottanta zeri). Ci limitiamo all’universo osservabile perché, essendoci un limite alla velocità della luce, solo questa porzione può aver influenzato gli eventi sulla Terra. Secondo: dal Big Bang sono trascorsi circa 10¹⁶ secondi. Terzo, il più sottile: la fisica stabilisce che nessun cambiamento di stato può avvenire più rapidamente del tempo che la luce impiega ad attraversare la più piccola distanza fisicamente significativa — la cosiddetta lunghezza di Planck. Questo fissa il «battito» più veloce possibile dell’universo, e quindi il numero massimo di transizioni che ogni particella può compiere al secondo.

Moltiplicando questi tre numeri — le particelle, i secondi trascorsi, i «battiti» al secondo — si ottiene il numero massimo assoluto di eventi che possono essersi verificati nella storia dell’universo: una cifra dell’ordine di 10¹³⁹, talvolta arrotondata, nelle stime più generose, a circa 10¹⁵⁰. Quel «battito» minimo, fra l’altro, è incredibilmente rapido — circa 10⁴³ transizioni al secondo — ma resta finito, ed è il massimo che la fisica consenta. È un numero immenso, ma — questo è il punto — è un numero finito.

Per dare un’idea di quanto sia grande 10¹³⁹: i granelli di sabbia di tutte le spiagge della Terra sono forse 10²⁰; le stelle dell’intero universo osservabile circa 10²³; gli atomi che compongono l’intera Terra circa 10⁵⁰. Un 1 seguito da centotrentanove zeri polverizza tutte queste cifre messe insieme. Eppure — ed è qui che la storia diventa interessante — persino questo numero gigantesco, come stiamo per vedere, non basta. Le risorse probabilistiche dell’universo non sono illimitate: hanno un tetto, e quel tetto è circa 10¹³⁹ tentativi. Teniamolo a mente: è il nostro metro di misura.

5. La biglia rossa: perché il tempo non basta da solo

Prima di confrontare quel numero con il bersaglio, fissiamo l’idea con un’immagine, perché è il cuore di tutto il ragionamento. Immaginiamo un sacco enorme contenente 10.000 biglie: una sola è rossa, tutte le altre blu. Un giocatore, bendato, deve pescare la biglia rossa. Ha però solo dieci secondi, e impiega un secondo per estrarre e mettere da parte ogni biglia: può quindi provarne soltanto dieci. Che probabilità ha di trovare la rossa? Dieci tentativi su diecimila: una su mille. Quasi certamente fallirà — non perché trovare la biglia rossa sia impossibile, ma perché i suoi tentativi sono pochissimi rispetto alla dimensione del sacco.

Ecco la lezione: il tempo (cioè il numero di tentativi) aiuta soltanto se si avvicina alla grandezza dello spazio da esplorare. Se il sacco contenesse dieci biglie e ne potessi provare dieci, la rossa la troverei di sicuro. Se contiene un miliardo di biglie e posso provarne dieci, non la troverò mai. La domanda «c’è abbastanza tempo?» è dunque mal posta finché non si confrontano due numeri: quanti tentativi ho, e quanto è grande il sacco.

Notiamo bene perché questo capovolge l’intuizione di partenza. L’obiezione del «tempo profondo» dà per scontato che i tentativi siano tantissimi; e lo sono, in assoluto. Ma «tantissimi» non significa «abbastanza»: conta solo il rapporto fra i tentativi e la dimensione dello spazio da esplorare. Diecimila tentativi sono pochissimi se il sacco ne contiene un miliardo, e più che sufficienti se ne contiene cento. Tutto il problema, ridotto all’osso, è capire da che parte di questa bilancia ci troviamo. Abbiamo appena stimato i tentativi dell’universo (circa 10¹³⁹); resta da misurare il sacco.

6. Quanto è grande il pagliaio?

Misuriamo ora il bersaglio: quante sono le sequenze possibili di una proteina, e quante di queste funzionano? Una proteina è una catena di amminoacidi scelti fra venti tipi. Per una catena di appena 150 amminoacidi — una proteina di taglia modesta — il numero di sequenze possibili è 20 moltiplicato per sé stesso 150 volte: una cifra dell’ordine di 10¹⁹⁵. È un pagliaio incomparabilmente più grande dei 10.000 biglie del nostro esempio, e perfino più grande del numero di tentativi dell’universo.

Per cogliere come nasca un numero simile, si pensi a una serratura a combinazione. Con 3 cifre da 0 a 9 ci sono 10×10×10 = 1.000 combinazioni; con 4 cifre, 10.000; ogni posizione in più moltiplica il totale per dieci. Una proteina ha 150 posizioni, e in ciascuna non dieci ma venti scelte possibili: il conteggio esplode fino a 10¹⁹⁵, un 1 seguito da centonovantacinque zeri. È la potenza — qui rivolta contro di noi — della combinatoria: bastano poche posizioni con poche scelte ciascuna per generare numeri che nessuna quantità di tempo reale può esaurire.

Ma — obietterà il lettore attento — non tutte le sequenze sbagliate sono ugualmente sbagliate: forse moltissime catene funzionano, e gli aghi nel pagliaio sono in realtà tanti. È un’obiezione giusta, e per anni è stata la grande incognita. A rispondervi sono stati esperimenti veri, non congetture. Il biochimico Robert Sauer, al MIT, con una tecnica detta «mutagenesi a cassetta», misurò quanta variazione una proteina tollera in ciascuna posizione senza perdere la funzione: scoprì che la tolleranza c’è, ma è limitata. Più tardi il biologo Douglas Axe, lavorando su un dominio proteico reale, stimò che la frazione di sequenze capaci di ripiegarsi nella forma funzionale giusta è dell’ordine di una su 10⁷⁷. Combinando questo dato con le ulteriori condizioni necessarie (l’orientamento corretto di ogni legame e l’omochiralità, di cui abbiamo parlato nel Modulo 3), la probabilità di azzeccare per puro caso una singola proteina funzionale di 150 amminoacidi scende a circa una su 10¹⁶⁴. Gli aghi, insomma, ci sono — ma nel pagliaio sono rarissimi.

7. Il confronto: pochi tentativi, pagliaio sterminato

Adesso abbiamo i due numeri e possiamo fare l’unica cosa che conta: confrontarli. Da un lato, le occasioni dell’universo: circa 10¹³⁹. Dall’altro, la rarità di una singola proteina funzionale: circa una su 10¹⁶⁴. Per avere anche solo una probabilità ragionevole (diciamo migliore del 50%) di trovare per caso una di quelle sequenze, occorrerebbe campionarne più della metà — cioè un numero dell’ordine di 10¹⁶⁴.

Confrontiamo: 10¹⁶⁴ tentativi necessari contro 10¹³⁹ tentativi disponibili. Il primo numero supera il secondo di venticinque ordini di grandezza: non di venticinque volte, ma di un 1 seguito da venticinque zeri — più di un milione di miliardi di miliardi di volte. Detto altrimenti: se ogni singolo evento avvenuto nell’universo dal Big Bang a oggi — ogni urto di ogni particella, in ogni istante, ovunque — fosse stato dedicato esclusivamente ad assemblare catene di amminoacidi della lunghezza giusta, l’insieme di tutte quelle prove rappresenterebbe comunque una frazione minuscola, meno di una su un milione di miliardi di miliardi, del numero di tentativi che servirebbero per avere una buona probabilità di azzeccarne una sola funzionante. Il giocatore bendato, qui, non ha dieci biglie su diecimila: ne ha incomparabilmente meno. Lo stesso calcolo si può rovesciare in un’immagine ancora più estrema: trovare per caso una singola proteina funzionale è enormemente meno probabile che pescare a colpo sicuro un unico atomo contrassegnato, nascosto a caso da qualche parte nell’intero universo. Il «tempo profondo», di fronte a questi numeri, semplicemente svanisce.

8. E serve molto più di una proteina

C’è di peggio, e il Modulo 5 ce lo ha già anticipato. Tutto il calcolo precedente riguarda una sola proteina funzionale di taglia modesta. Ma la cellula più semplice possibile, l’abbiamo visto, ne richiede centinaia, ciascuna specifica, tutte presenti e coordinate insieme — più la membrana, il metabolismo, l’apparato dell’informazione.

Se anche ci accontentassimo di una protocellula con appena 250 proteine diverse, di 150 amminoacidi ciascuna, la probabilità di ottenerle tutte per caso sarebbe quella di una singola proteina (una su 10¹⁶⁴) moltiplicata per sé stessa 250 volte: un numero dell’ordine di una su 10^41.000. Già nel 1983 il cosmologo Fred Hoyle, con stime allora più grezze, era arrivato a una cifra simile, una su 10^40.000, e la rese famosa con un’immagine: è come se un uragano, soffiando in uno sfasciacarrozze, assemblasse per caso un Boeing 747 perfettamente funzionante. E si tenga presente che 150 amminoacidi è una taglia piccola: molte proteine essenziali sono assai più lunghe. La RNA polimerasi, la macchina che copia il DNA durante la trascrizione (vista nel Modulo 2), conta più di 3.000 amminoacidi funzionalmente specificati: per essa, presa da sola, le probabilità sono incomparabilmente peggiori di quelle calcolate per la nostra proteina-campione. Anche scontando tutte le risorse probabilistiche dell’universo, la probabilità complessiva non risale a livelli ragionevoli: resta dell’ordine di una su 10^40.861. Sono numeri così oltre ogni soglia immaginabile che si può discutere all’infinito sull’esattezza delle singole stime senza scalfire minimamente la conclusione.

9. Quando il caso è una buona spiegazione — e quando no

Qui serve la massima onestà intellettuale, perché è il punto più delicato e quello più frainteso. Un’improbabilità altissima, da sola, non basta a escludere il caso. Eventi straordinariamente improbabili accadono in continuazione: qualunque mano di carte da gioco ha una probabilità minuscola di uscire proprio così, eppure esce. Rifiutare il caso solo perché un esito è raro sarebbe un errore di logica.

Per scartare ragionevolmente l’ipotesi del caso, secondo la stessa teoria della probabilità, devono valere insieme due condizioni. La prima: l’evento deve essere non solo improbabile, ma anche specificato — corrispondere cioè a un modello indipendente e riconoscibile, non a un esito qualsiasi. Per fissarlo con un esempio: se gioco alla lotteria e vinco, l’esito era improbabilissimo, ma non c’è nulla da spiegare — qualcuno doveva pur vincere, e quel qualcuno sono io. Se però annuncio in anticipo i numeri esatti, e poi escono proprio quelli, l’evento ha lo stesso identico grado di improbabilità, ma ora pretende una spiegazione diversa dal puro caso: perché era specificato in anticipo. È la differenza fra un bersaglio dipinto attorno alla freccia dopo il tiro e un bersaglio fissato prima di tirare. Una sequenza di amminoacidi che ripiega in una macchina funzionante è un bersaglio fissato prima: la funzione definisce in modo indipendente quali sequenze «contano», esattamente come il senso compiuto definisce quali stringhe di lettere sono frasi e quali no. La seconda condizione: l’improbabilità deve superare le risorse probabilistiche disponibili — il sacco deve essere troppo grande per i tentativi a disposizione. Quando entrambe le condizioni sono soddisfatte — come nel caso delle proteine e della cellula — il caso cessa di essere una spiegazione e diventa un modo elegante per non spiegare: un «caso dei vuoti» invocato proprio dove i numeri lo proibiscono. È una conclusione rigorosa, non un pregiudizio: la stessa logica che ci fa accettare il caso per la mano di carte ce lo fa rifiutare per la cellula.

Non è nemmeno un criterio inventato per l’occasione. È lo stesso principio per cui, nella pratica scientifica come in quella quotidiana, trattiamo come di fatto impossibili gli eventi la cui probabilità scende sotto soglie di questo ordine — il matematico Émile Borel lo formalizzò già un secolo fa. Nessuno teme che l’aria di una stanza si raccolga all’improvviso in un angolo, lasciandoci senza respiro, benché le leggi della fisica non lo vietino in senso assoluto: è semplicemente troppo improbabile perché accada anche una sola volta nell’intera età dell’universo. L’origine puramente casuale di una proteina funzionale cade esattamente in quella stessa categoria — con la differenza che è molti ordini di grandezza ancora più improbabile.

10. «Ma c’è la selezione, c’è la chimica»

A questo punto un critico avveduto solleverà l’obiezione più forte, e va presentata senza sconti. «Il vostro calcolo — dirà — tratta l’origine della vita come una ricerca puramente casuale, una lotteria cieca. Ma in natura non è così: la selezione naturale conserva i passi riusciti e scarta gli altri, e le affinità chimiche guidano le molecole verso certe combinazioni piuttosto che altre. Il pagliaio non si esplora a caso: lo si setaccia in modo orientato. I vostri numeri, dunque, sono gonfiati artificialmente».

È un’obiezione legittima, e la risposta non la liquida, la circoscrive. Sul fronte della selezione: essa può davvero rendere probabile l’improbabile, ma — come abbiamo visto nel Modulo 5 — funziona solo su qualcosa che già si riproduce. Per spiegare l’origine del primo sistema che si replica non si può invocare la selezione, perché ciò che deve ancora nascere non c’è. La selezione è il premio della gara, ma qui stiamo chiedendo come la gara abbia avuto inizio. Sul fronte della chimica: è vero che le affinità tra atomi orientano le reazioni, ma — l’abbiamo visto nel Modulo 2 — la sequenza che porta informazione è chimicamente arbitraria: nessuna legge chimica fa sì che gli amminoacidi si dispongano nell’ordine funzionale, così come nessuna legge fa sì che l’inchiostro si disponga in parole sensate. Anzi, se le affinità chimiche imponessero una sequenza, quella sequenza non potrebbe più portare informazione libera, proprio come un timbro che ripete sempre la stessa lettera non può scrivere un testo. Il calcolo probabilistico, insomma, si applica precisamente all’ipotesi del caso; e le due scappatoie — selezione e chimica — o non sono disponibili (la prima) o non risolvono il problema dell’informazione (la seconda).

Si può aggiungere un’osservazione più sottile, che diversi studiosi hanno formalizzato. Una ricerca «guidata», che setaccia il pagliaio in modo efficiente invece che alla cieca, è enormemente più potente di una ricerca casuale — ma quell’efficienza non è gratuita: presuppone un’informazione su dove cercare, cioè proprio il tipo di informazione di cui stiamo cercando l’origine. Una scorciatoia che orienti la ricerca verso il bersaglio non elimina dunque il problema, lo sposta soltanto, ricacciandolo un passo indietro — esattamente come faceva il mondo a RNA nel Modulo 4. Resta vero, per onestà, che la ricerca è aperta e che nessuno può escludere scenari futuri capaci di cambiare il quadro: ma allo stato delle conoscenze, il tempo profondo non offre la via d’uscita che promette.

11. Verso l’inferenza al design

Tiriamo le somme con la consueta cautela. Questo modulo non «dimostra» il progetto: mostra qualcosa di più circoscritto e più solido, cioè che una delle tre spiegazioni possibili — il puro caso — non regge al confronto con i numeri, una volta che si smetta di trattare «miliardi di anni» come una formula magica e li si traduca in tentativi effettivi. Le risorse dell’universo sono grandi ma finite; lo spazio delle sequenze funzionali è incomparabilmente più grande; e la selezione, che potrebbe colmare il divario, non è ancora disponibile prima della prima cellula.

Resta fermo tutto ciò che diciamo da sempre: l’inferenza al design non identifica un meccanismo, non descrive un progettista, non è falsificabile nel senso stretto, ed è una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non un dogma. Ma quando il caso è escluso dai numeri e la necessità chimica non spiega l’informazione, l’intelligenza resta — nella nostra esperienza — l’unica causa nota capace di produrre informazione specificata in tale abbondanza. È un’inferenza, non una certezza.

Vale la pena, a questo punto, guardarsi indietro lungo il percorso. L’informazione del DNA (Modulo 1), il codice chimicamente arbitrario (Modulo 2), i limiti della chimica prebiotica (Modulo 3), gli ostacoli del mondo a RNA (Modulo 4), la complessità integrata della cellula minima (Modulo 5) e ora l’impotenza del caso davanti ai numeri (Modulo 6) non sono sei argomenti scollegati, ma sei facce dello stesso problema: l’origine di una grande quantità di informazione precisa. È la loro convergenza, più di ciascuno preso a sé, a rendere seria l’ipotesi del progetto. Per l’inquadramento completo rimandiamo all’articolo fondativo del sito.

Nel prossimo modulo metteremo finalmente in fila, una accanto all’altra, le tre spiegazioni in gioco — caso, necessità e progetto — per vedere come si sceglie, con metodo, quella migliore: il ragionamento che gli scienziati chiamano «inferenza alla miglior spiegazione».

Prossimo Modulo

Nel Modulo 7 — Caso, necessità o progetto: l’inferenza alla migliore spiegazione — raccoglieremo i fili dell’intero percorso. Confronteremo le tre cause possibili dell’informazione biologica e spiegheremo il metodo con cui, in molte scienze storiche, si sceglie tra spiegazioni rivali: lo stesso metodo che porta a considerare seriamente l’ipotesi del progetto.

Per approfondire

• Dalla molecola alla cellula — perché serve molto più di una proteina, e perché la selezione non è ancora disponibile.
• Il problema dell’origine della vita — il quadro generale e la questione dell’informazione specificata.
• Cos’è il Disegno Intelligente e di cosa parla questo sito — la posizione editoriale e l’inquadramento dell’ID.

Riferimenti

Axe, D. D. (2004). “Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds.” Journal of Molecular Biology, 341(5), 1295-1315. DOI: 10.1016/j.jmb.2004.06.058

Axe, D. (2016). Undeniable: How Biology Confirms Our Intuition That Life Is Designed. HarperOne.

Behe, M. J., Dembski, W. A., & Meyer, S. C. (2000). Science and Evidence for Design in the Universe. Ignatius Press.

Dembski, W. A. (1998). The Design Inference: Eliminating Chance through Small Probabilities. Cambridge University Press.

Hoyle, F., & Wickramasinghe, C. (1981). Evolution from Space. J. M. Dent & Sons.

Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.

Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 5

Prerequisiti:
Modulo 1
Modulo 4
Guida alla lettura
Disclaimer

1. Dove eravamo rimasti

Nei quattro moduli precedenti abbiamo lavorato sulle molecole: l’informazione del DNA, il codice genetico, i mattoni della chimica prebiotica, l’ipotesi del mondo a RNA. Ogni volta abbiamo trovato lo stesso ostacolo — l’origine di una grande quantità di informazione precisa — e ogni ipotesi naturalistica esaminata lo ha spostato senza scioglierlo. Ma c’è un salto di cui non abbiamo ancora parlato, e che in un certo senso li riassume tutti: il salto dalla singola molecola, per quanto abile, alla cellula nel suo insieme — fino alla cosiddetta cellula minima, il sistema vivente più semplice possibile.

Questo modulo cambia scala. Non guarderemo più un componente alla volta, ma l’intero sistema vivente più piccolo possibile. La domanda è semplice da porre e difficilissima da soddisfare: che cosa serve, come minimo, perché qualcosa sia davvero «vivo»? Vedremo che la risposta non è «una molecola fortunata», ma un sistema integrato di centinaia di parti che si presuppongono a vicenda — e che il gradino fra l’una e l’altro è forse il più alto di tutta la storia che stiamo ricostruendo.

2. Che cosa significa «vivo»?

Prima di misurare il salto, bisogna sapere dove si atterra. Che cosa distingue un sistema vivente da un semplice insieme di molecole, per quanto complesse? Non esiste una definizione unica e indiscutibile, ma i biologi concordano su un piccolo nucleo di requisiti che devono essere presenti tutti insieme.

Il primo è un confine: qualcosa che separi l’interno dall’esterno, tenga insieme i componenti e li protegga dall’ambiente. Il secondo è un metabolismo: un insieme di reazioni che procurano e gestiscono l’energia, perché nessun processo vitale avviene gratis. Il terzo è la capacità di conservare e usare informazione per costruire i propri componenti e, soprattutto, per riprodursi, trasmettendo quelle istruzioni a una nuova copia. Confine, energia, informazione che si replica: togliendone anche uno solo, non si ha vita ma chimica inerte. La cosa cruciale — e tutto il modulo gira attorno a questo — è che questi tre requisiti non sono indipendenti: ciascuno ha bisogno degli altri due per esistere e funzionare. Sono un nodo, non una lista.

Vale la pena aggiungere una precisazione, perché aiuta a mettere a fuoco il bersaglio. «Vita» non ha una definizione unica e universalmente accettata: esistono casi di confine, come i virus, che possiedono informazione genetica ma non un proprio metabolismo né la capacità di riprodursi da soli — e che infatti molti non considerano pienamente «vivi», dato che per moltiplicarsi devono dirottare la macchina di una cellula ospite. Ma proprio questi casi limite confermano la regola: ciò che manca a un virus per essere vivo è esattamente uno dei requisiti del nostro nucleo. La cellula è la più piccola unità che li possiede tutti, ed è per questo che è lei, e non la singola molecola, il vero traguardo da spiegare.

3. La membrana: il confine che rende possibile la vita

Cominciamo dal confine. Ogni cellula è racchiusa da una membrana, una sottilissima pellicola che la separa dal mondo. È costruita con molecole particolari, i fosfolipidi, che hanno una caratteristica curiosa: un’estremità «ama» l’acqua e l’altra la «teme». Immerse in acqua, queste molecole si dispongono spontaneamente in un doppio strato, con le estremità idrofile rivolte verso l’esterno e quelle idrofobe nascoste all’interno — un po’ come le molecole di sapone che, nell’acqua, formano da sole le bolle del bucato.

Vale la pena chiarire i due termini, perché torneranno. «Idrofilo» significa, alla lettera, «amico dell’acqua»: quella parte della molecola si lega volentieri all’acqua. «Idrofobo» significa il contrario, «che teme l’acqua»: quella parte la respinge, come fa l’olio. Avendo un’estremità di ciascun tipo, il fosfolipide trova pace solo allineandosi con i suoi simili — code idrofobe nascoste verso l’interno, teste idrofile esposte verso l’acqua su entrambi i lati. Nasce così, spontaneamente, il doppio strato che fa da pellicola.

Qui va fatta un’ammissione importante, in nome dell’onestà che cerchiamo di mantenere sempre. Proprio perché le membrane si auto-assemblano in questo modo quasi automatico, e perché un singolo fosfolipide vale l’altro (come le pietre di un muro a secco, ogni componente è facilmente sostituibile), la membrana «nuda» è uno dei punti in cui è più difficile scorgere un progetto. Lo riconoscono gli stessi sostenitori del disegno intelligente: dalla sola esistenza di una pellicola che si forma come una bolla di sapone non si deduce gran che. Sarebbe disonesto sostenere il contrario.

Il problema, però, è che una bolla di sapone non è una membrana cellulare. Una membrana viva non deve solo separare: deve lasciar entrare selettivamente ciò che serve (nutrienti, ioni) e tenere fuori o espellere il resto, mantenere differenze di carica e di concentrazione, e far passare l’energia. Tutto questo non lo fa il doppio strato di grasso da solo: lo fanno centinaia di proteine specializzate incastonate nella membrana — canali, pompe, recettori — ciascuna costruita, come sappiamo dai moduli precedenti, leggendo l’informazione genetica. Per dare un esempio concreto: ogni cellula mantiene al proprio interno una concentrazione di certi ioni del tutto diversa da quella esterna, e lo fa grazie a vere e proprie «pompe» proteiche che spingono gli ioni contro la loro tendenza naturale a disperdersi, spendendo energia a ogni ciclo. È un lavoro continuo e di precisione, che nessuna bolla di sapone potrà mai svolgere. La differenza fra una pellicola e una membrana viva è tutta qui: la prima è un muro, la seconda è un muro pieno di porte intelligenti, ciascuna con la sua serratura. La pellicola si forma da sola; la membrana funzionale, quella che rende possibile la vita, no. E così, già al primo requisito, ricompare il problema dell’informazione.

4. Il metabolismo: l’energia che tiene accesa la vita

Il secondo requisito è l’energia. Nessuna reazione utile alla vita avviene spontaneamente nella direzione e al ritmo giusti: serve una «valuta» energetica che la cellula spende per costruire, riparare e muovere. Quella valuta, nella vita come la conosciamo, è una molecola chiamata ATP, una sorta di batteria chimica ricaricabile che alimenta praticamente ogni processo cellulare. Per capire come funziona, basta pensare proprio a una batteria: l’ATP immagazzina energia in un legame chimico e la rilascia, pronta all’uso, nel momento in cui quel legame si spezza; poi viene «ricaricata» dal metabolismo e torna disponibile. La cellula ne consuma e ne rigenera quantità enormi di continuo, senza un attimo di sosta.

Ma ecco il punto: l’ATP non compare dal nulla. Per produrlo, la cellula usa una catena di reazioni — per esempio la cosiddetta glicolisi, una via che impiega una decina di enzimi diversi per ricavare ATP da uno zucchero. E quegli enzimi sono proteine, costruite leggendo il DNA, in un processo che a sua volta consuma ATP. Si ripresenta, ancora una volta, una circolarità: per fare l’ATP servono proteine, per fare le proteine serve l’ATP. Una cellula non può «accendersi» a metà: ha bisogno di una scorta di energia già pronta nello stesso istante in cui ha i geni e le proteine.

C’è anche un aspetto più profondo, che avevamo solo accennato nel Modulo 1. Non basta che l’energia esista nell’ambiente — il Sole splende, i vulcani scaldano — perché diventi utile alla vita. L’energia grezza, riversata su un sistema chimico, tende a disordinarlo, non a costruirlo: pensiamo a che cosa fa il calore eccessivo a un uovo che frigge o a una foglia che brucia. Perché l’energia costruisca invece di distruggere, serve un apparato che la incanali, la converta e la dosi con precisione — ed è esattamente ciò che fa il metabolismo con i suoi enzimi. Ma quegli enzimi sono, di nuovo, proteine codificate. L’energia abbondante, da sola, non è una scorciatoia verso la vita: è semmai un problema in più da domare. Il metabolismo, insomma, non è un optional che si aggiunge dopo: è una delle gambe del tavolo, e un tavolo a una gamba sola non sta in piedi.

5. L’informazione e le sue macchine

Il terzo requisito lo conosciamo bene dai moduli precedenti, ma qui va visto nella sua dimensione di sistema. Una cellula non ha bisogno soltanto del «testo» genetico: ha bisogno di tutto il macchinario che lo legge, lo copia e lo traduce — e quel macchinario è esso stesso scritto nel testo.

I numeri danno la misura del problema. Anche la più semplice cellula richiede, già pronti e funzionanti: oltre cento proteine diverse solo per il sistema di traduzione (ribosomi, tRNA, sintetasi, fattori vari, incontrati nel Modulo 2); una ventina di proteine per la trascrizione; più di trenta per la sola replicazione del DNA. A queste si aggiungono le polimerasi, gli RNA di trasferimento e ribosomiali, e una folla di piccole molecole — fosfati, lipidi, zuccheri, vitamine, metalli — molte delle quali sono prodotte dalle proteine della cellula, ma servono a loro volta alle proteine per funzionare. È un intreccio in cui ogni filo regge gli altri. Per questo, qualunque «protocellula» anche solo lontanamente simile a quelle reali avrebbe richiesto, fin dal primo istante, non solo informazione genetica, ma una considerevole dotazione di proteine e molecole già esistenti per elaborare quell’informazione.

In altre parole — e qui si chiude il filo dei moduli precedenti — una cellula ha bisogno contemporaneamente di due classi di molecole ricche di informazione: gli acidi nucleici, che custodiscono le istruzioni, e le proteine, che le eseguono. Nessuna delle due, da sola, basta; e ciascuna serve a costruire l’altra. È lo stesso paradosso dell’uovo e della gallina del Modulo 4, ma ora moltiplicato per le centinaia di componenti di una cellula intera, e legato per giunta alla membrana e al metabolismo. Non un anello mancante, ma un’intera rete che deve comparire già annodata.

6. La cellula minima: quanto piccola può essere?

A questo punto la domanda diventa quantitativa, e affascinante: qual è la cellula più semplice che possa vivere? Quante parti, come minimo, servono?

La cellula vivente autonoma più semplice che conosciamo in natura è un minuscolo batterio, il Mycoplasma genitalium, che abita il tratto urinario umano. Per svolgere le sue funzioni vitali richiede «soltanto» circa 480 proteine, codificate da poco più di mezzo milione di lettere di DNA. Sembra poco, in confronto ai nostri tre miliardi di lettere — ma è pur sempre un sistema di centinaia di macchine coordinate, non una molecola solitaria. Per capire quanto sia comprimibile, i ricercatori conducono da decenni «esperimenti di complessità minima»: spengono i geni uno a uno e osservano se la cellula sopravvive, così da individuare quelli davvero indispensabili. Le stime che ne emergono parlano di un minimo ipotetico (non dimostrato) intorno ai 250-400 geni. Va però usata prudenza con questi numeri: spegnere i geni a uno a uno non coglie il fatto che alcune coppie sono ridondanti — se ne può togliere uno o l’altro, ma non entrambi — sicché il vero minimo è quasi certamente più alto di quanto i singoli spegnimenti facciano pensare.

Un risultato recente ha reso la cosa drammaticamente concreta. Un gruppo di ricerca è riuscito a costruire in laboratorio una cellula con il genoma più piccolo possibile per un organismo capace di vivere e replicarsi in modo autonomo: poco meno di cinquecento geni. Il dettaglio più istruttivo non è il numero in sé, ma un altro: di quei pochi geni assolutamente essenziali, una porzione consistente — quasi un terzo — ha una funzione tuttora sconosciuta. Sappiamo che la cellula muore senza di essi, ma non sappiamo che cosa facciano. È un’ammissione potente: non possediamo nemmeno la comprensione completa della cellula più semplice che esista, eppure dovremmo spiegarne la comparsa spontanea dal nulla chimico. E c’è un’ulteriore ironia: per arrivare a quel genoma minimo gli scienziati non sono partiti dal nulla, ma hanno preso il genoma di un batterio già esistente e lo hanno via via sfrondato e corretto, in un lavoro di progettazione durato anni e guidato a ogni passo da menti intelligenti. Perfino costruire la cellula «più semplice» possibile ha richiesto, di fatto, un progettista.

7. Il problema della funzione minima

C’è un ostacolo concettuale che rende il salto ancora più ripido, e che vale la pena spiegare con cura perché è spesso frainteso. Si potrebbe pensare: e se la prima cellula fosse stata molto più semplice di un Mycoplasma, una versione «ridotta» con poche parti, poi cresciuta poco a poco? Il guaio è che un sistema vivente deve raggiungere una soglia minima di funzione per essere, appunto, vivo — e sotto quella soglia non funziona affatto, dunque non c’è nulla che la selezione possa premiare e far crescere.

Un’immagine lo rende chiaro. Immaginate di essere alla deriva su una zattera e di veder galleggiare verso di voi una cassa con un motore fuoribordo: la gioia durerebbe poco se, montato il motore, l’elica girasse al ritmo di un giro al giorno. Anche un sistema complesso, se non raggiunge un livello minimo di prestazione, è un fallimento. Una «mezza cellula» — con la membrana ma senza metabolismo, o con i geni ma senza il macchinario per leggerli — non è una cellula un po’ meno efficiente: è materia morta. Non si avvicina alla vita per gradi, perché tutti gli stadi intermedi, mancando di uno dei requisiti, semplicemente non vivono e non si riproducono. E ciò che non si riproduce non può evolvere. La gradualità, che funziona così bene per spiegare il cambiamento di organismi già viventi, qui non ha su che cosa fare presa: prima della prima cellula non c’è ancora la riproduzione che la renderebbe possibile.

È una differenza che conviene fissare bene, perché è all’origine di molti equivoci. La selezione naturale è uno strumento potente, ma sa lavorare solo su popolazioni che già si riproducono con variazioni ereditabili: è un meccanismo della vita, non un meccanismo per produrre la vita. Invocarla per spiegare l’origine della prima cellula significa usarla prima che esistano le condizioni che la rendono operativa — un po’ come chiedere a un motore di costruire sé stesso prima ancora di essere acceso. Questo è il motivo per cui l’origine della vita è un problema di natura diversa dall’evoluzione degli organismi: la seconda dispone di un meccanismo riconosciuto, la prima no.

8. L’interdipendenza: tutto serve insieme

Mettiamo ora in fila i tre requisiti e guardiamoli come sistema. La membrana funzionale ha bisogno delle proteine-canale, che sono costruite dal macchinario dell’informazione, che gira grazie all’energia del metabolismo, che è prodotto da enzimi racchiusi e concentrati dalla membrana. Il cerchio si chiude su sé stesso: ognuno dei tre requisiti presuppone gli altri due già funzionanti.

Questa è la firma di ciò che, nel Percorso sulle macchine molecolari, abbiamo chiamato complessità irriducibile: un sistema in cui le parti hanno senso solo tutte insieme, e in cui togliendone una il tutto smette di funzionare. La cellula minima non è un mucchio di componenti che per caso si sono trovati vicini; è un insieme coerente in cui ogni elemento è richiesto dagli altri. Ed è proprio questa coerenza integrata — non la complessità di un singolo pezzo — a costituire il problema. Si possono immaginare, con un po’ di fantasia, le singole parti che compaiono separatamente; ciò che la fantasia non riesce a produrre è il loro assemblaggio simultaneo e coordinato in un tutto funzionante, senza il quale nessuna delle parti serve a nulla.

Alcuni ricercatori hanno provato a stilare l’elenco delle condizioni che devono essere soddisfatte tutte insieme perché una cellula funzioni — la disponibilità dei mattoni puri, la loro giusta concentrazione, la membrana selettiva, l’energia incanalata, il sistema di copia dell’informazione, e così via — e hanno parlato di un «insieme coerente di requisiti». L’immagine è efficace: non una scala da salire un gradino alla volta, ma una serie di condizioni che, se non sono presenti simultaneamente e compatibili fra loro, lasciano il sistema morto. Mostra bene dove sta la vera difficoltà: non è quanti pezzi servano, ma il fatto che servano tutti nello stesso momento, ciascuno adatto a tutti gli altri.

9. Il salto dalla molecola alla cellula

Possiamo ora misurare il salto che dà il titolo al modulo. Concediamo pure — con tutta la generosità dei moduli precedenti — che la chimica prebiotica abbia fornito i mattoni, e che il mondo a RNA abbia prodotto un qualche «replicatore» molecolare. Fra quel replicatore e la più semplice cellula vivente si apre comunque un baratro: centinaia di proteine specifiche, una membrana selettiva, un metabolismo energetico completo, un sistema di informazione con le sue macchine — tutto insieme, tutto coordinato, tutto richiesto contemporaneamente perché qualcosa sia vivo.

Non è il salto da un gradino al successivo, ma da un mattone a un palazzo abitato e funzionante. E la difficoltà non è solo nella quantità di parti, ma nella loro coerenza reciproca: ogni componente deve essere compatibile con tutti gli altri e comparire al momento giusto. È quella che alcuni ricercatori chiamano la necessità di un «insieme coerente di requisiti», che devono essere soddisfatti simultaneamente: una condizione che la fortuna cieca, per quanto tempo le si conceda, non sa come realizzare, perché non punta a nessun bersaglio.

Per dare un’idea della sproporzione: il replicatore più ambizioso che il mondo a RNA possa sognare è una singola molecola; la cellula minima è un sistema di centinaia di proteine diverse, ciascuna a sua volta una sequenza specifica scelta fra un numero astronomico di alternative inutili, più la membrana selettiva, più il metabolismo completo, più tutte le piccole molecole accessorie — il tutto reciprocamente compatibile e racchiuso insieme nello stesso spazio. Anche ammettendo già risolti tutti i problemi dei moduli precedenti, resterebbe questo: il passaggio più ripido dell’intera salita, e quello su cui ogni scenario naturalistico, oggi, tace.

10. Cosa sappiamo e cosa non sappiamo

Tiriamo le somme, come nel modulo sulla chimica prebiotica, tenendo distinti i piani.

Cosa sappiamo. Sappiamo moltissimo su come funziona una cellula: conosciamo la membrana e i suoi canali, le vie metaboliche, il macchinario dell’informazione, e abbiamo perfino determinato quanti geni servono come minimo. La biologia cellulare è una delle imprese conoscitive più riuscite della scienza.

Cosa non sappiamo. Non sappiamo come una cellula del genere — un sistema integrato di centinaia di parti interdipendenti — possa essersi assemblata a partire da molecole sparse, senza una guida. Non conosciamo alcun percorso graduale che parta da un replicatore e arrivi alla cellula minima, perché gli stati intermedi non vivono e non si riproducono. E non sappiamo nemmeno spiegare per intero la cellula più semplice esistente, di cui una parte dei geni essenziali ci è ancora oscura. In breve: sappiamo descrivere la cellula con precisione mirabile; non sappiamo raccontarne l’origine. E non si tratta di una lacuna marginale, destinata a colmarsi con il prossimo esperimento: è il cuore stesso del problema. Tutti gli scenari proposti, esaminati nei moduli scorsi, si fermano molto prima della cellula integrata, e nessuno mostra come l’intero insieme dei requisiti possa essere soddisfatto in una volta sola da processi non guidati.

11. Verso l’inferenza al design

La consueta cautela vale anche qui, e con una sfumatura in più che abbiamo già incontrato. Non ogni parte della cellula «grida» progetto allo stesso modo: la membrana nuda, l’abbiamo detto, si forma quasi da sé, e da essa sola non si inferisce gran che. È giusto riconoscerlo: l’inferenza al design non si applica indistintamente a tutto, ma è più forte dove più forte è la complessità integrata e specificata.

Ed è proprio lì che la cellula minima la presenta al massimo grado. Ciò che chiede una spiegazione non è il singolo fosfolipide, ma l’insieme coerente di centinaia di parti che si presuppongono a vicenda e che, prese isolatamente, non servono a nulla. Nella nostra esperienza, l’unica causa nota capace di far convergere molti componenti distinti verso un tutto funzionante — di soddisfare in una volta sola un «insieme coerente di requisiti» — è un’intelligenza che lavora verso un fine. Inferirne un’origine intelligente resta, in coerenza con la posizione del sito, una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non un dogma né una teoria scientifica in senso pieno: non identifica un meccanismo, non descrive un progettista, non è falsificabile nel senso stretto. Vale la pena ribadire, per equilibrio, che questa conclusione non nasce da un singolo dato sorprendente, ma dal quadro cumulativo dei cinque moduli: l’informazione del DNA, l’arbitrarietà del codice, i limiti della chimica prebiotica, gli ostacoli del mondo a RNA e, ora, la complessità integrata della cellula minima. Nessuno di questi elementi, preso da solo, è una dimostrazione; ma tutti insieme indicano, con notevole coerenza, nella stessa direzione. È questo convergere di indizi indipendenti — non un singolo argomento ad effetto — a rendere l’inferenza ragionevole. Per l’inquadramento completo rimandiamo all’articolo fondativo del sito.

Nel prossimo modulo affronteremo l’obiezione che, a questo punto, sale spontanea alle labbra: «ma con miliardi di anni a disposizione, il caso non può forse fare tutto?». Metteremo alla prova quell’intuizione confrontandola con i numeri reali — le risorse probabilistiche dell’universo — e vedremo perché «tanto tempo» non è la chiave magica che sembra.

Prossimo Modulo

Nel Modulo 6 — Tempo profondo e caso: perché «miliardi di anni» non bastano — affronteremo l’obiezione più comune di tutte: l’idea che il tempo geologico, da solo, renda probabile ciò che sembra improbabile. Confronteremo le probabilità in gioco con le risorse effettive dell’universo, per capire quando il caso è una spiegazione plausibile e quando, invece, è solo un modo per non rispondere.

Per approfondire

• Il problema dell’origine della vita — il quadro generale e la questione dell’informazione specificata.
• Il Percorso sulle Macchine Molecolari — la complessità irriducibile, qui solo richiamata, analizzata in dettaglio.
• 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.

Denton, M. (2020). The Miracle of the Cell. Discovery Institute Press.

Hutchison, C. A. et al. (2016). “Design and Synthesis of a Minimal Bacterial Genome.” Science, 351(6280), aad6253.

Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.

Tan, C. L., & Stadler, R. (2020). The Stairway to Life: An Origin-of-Life Reality Check. Evorevo Books.

Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 4

Prerequisiti:
Modulo 2
Modulo 3
Guida alla lettura
Disclaimer

1. Dove eravamo rimasti

Il modulo precedente si è chiuso con un bilancio severo: la chimica prebiotica sa fabbricare alcuni mattoni della vita, ma non sa come assemblarli, come evitare il catrame e il disordine, né come superare i vicoli ciechi che la chimica reale oppone a ogni passo. E sotto tutto, dal Modulo 2, restava il problema più profondo: la circolarità tra DNA e proteine, l’uovo e la gallina della vita. Per costruire le proteine servono le istruzioni del DNA, ma per leggere quelle istruzioni servono già le proteine: è il celebre paradosso dell’uovo e della gallina che l’ipotesi del mondo a RNA promette di sciogliere.

A questo nodo, negli ultimi decenni, è stata proposta una via d’uscita tanto elegante da essere diventata l’ipotesi dominante sull’origine della vita: il mondo a RNA. In questo modulo la prenderemo sul serio. La presenteremo prima nella sua forma migliore, spiegando perché tanti ricercatori la considerano la pista più promettente; poi ne esamineremo onestamente i limiti. L’obiettivo non è demolire un’ipotesi altrui, ma capire fino a che punto risolva davvero il problema — e fino a che punto, invece, lo sposti soltanto.

2. Il paradosso da risolvere

Conviene ricordare con precisione il problema che il mondo a RNA vuole superare, perché è la chiave di tutto. Nella cellula attuale, l’informazione è custodita nel DNA, ma il DNA da solo è inerte: per essere copiato e tradotto ha bisogno di un’infrastruttura di proteine specializzate. E quelle proteine, a loro volta, vengono costruite leggendo le istruzioni del DNA. Sono due componenti che si presuppongono a vicenda: niente proteine senza DNA, niente DNA utilizzabile senza proteine. Per avviare la vita servono entrambi, già funzionanti e già coordinati.

Questo problema ha tormentato la ricerca sull’origine della vita per decenni, perché qualunque scenario che parta da uno solo dei due ingredienti sembra condannato. Una zuppa di sole proteine non conserva informazione ereditabile; una zuppa di solo DNA non può fare nulla. Serviva una terza via: una singola molecola capace di fare entrambi i mestieri — conservare informazione e agire da catalizzatore — così da rendere superfluo, all’inizio, l’intero sistema interdipendente DNA-proteine. Per anni una molecola simile sembrò non esistere. Poi arrivò una scoperta che cambiò il quadro.

Conviene ricordare che, prima di arrivarci, i ricercatori avevano già tentato due strade, entrambe arenatesi. La prima, «le proteine prima»: ma le proteine non conservano informazione ereditabile, e senza un archivio non c’è nulla da trasmettere ai discendenti, dunque nessuna possibilità di evoluzione. La seconda, «il DNA prima»: ma il DNA, da solo, è una molecola passiva, incapace di copiarsi senza un corredo di enzimi proteici. Ogni volta il vicolo cieco era lo stesso: l’informazione e la macchina che la usa sembravano richiedersi a vicenda. È su questo sfondo di fallimenti che l’idea di una molecola «tuttofare» apparve come una boccata d’aria.

3. La scoperta che cambiò tutto: i ribozimi

Negli anni Ottanta, il biochimico Thomas Cech e, indipendentemente, Sidney Altman fecero una scoperta sorprendente: alcune molecole di RNA non si limitano a portare informazione, ma possiedono anche modeste capacità catalitiche. Conviene fissare il termine, perché è centrale. Un catalizzatore è una sostanza che accelera enormemente una reazione chimica senza venirne consumata, rendendo possibile in tempi brevissimi ciò che altrimenti richiederebbe ere geologiche; nelle cellule i catalizzatori per eccellenza sono gli enzimi, e fino agli anni Ottanta si riteneva, senza eccezioni, che gli enzimi fossero proteine. Fu questa certezza a essere infranta: si scoprì che anche l’RNA può accelerare e dirigere certe reazioni, proprio come fa un enzima proteico.

La scoperta nacque dallo studio di un microrganismo, il protozoo Tetrahymena: Cech osservò che un certo tratto di RNA era capace di «tagliarsi» ed eliminare da sé una propria porzione, senza l’aiuto di alcuna proteina. Era un RNA che agiva su sé stesso come un enzima — la prova diretta che la catalisi non era un monopolio delle proteine. La cosa fu così importante da valere ai due ricercatori il premio Nobel per la chimica nel 1989. Queste molecole di RNA dotate di attività catalitica furono battezzate ribozimi (una fusione delle parole «RNA» ed «enzima»).

L’importanza della scoperta, per il problema dell’origine della vita, fu colta immediatamente. L’RNA, infatti, ha una caratteristica che lo rende unico: a differenza delle proteine, può fungere da stampo — le sue basi si appaiano in modo complementare, esattamente come quelle del DNA — e quindi può, in linea di principio, guidare la copia di sé stesso. Se per giunta può anche catalizzare reazioni, allora una singola molecola di RNA potrebbe in teoria fare le due cose insieme: conservare informazione come il DNA e catalizzare la propria replicazione come un enzima. Era esattamente la molecola «a doppio mestiere» che serviva per uscire dal paradosso.

4. L’idea del «mondo a RNA»

Su questa base, nel 1986, il biologo molecolare Walter Gilbert — premio Nobel anch’egli — formulò e battezzò l’ipotesi del «mondo a RNA». L’idea è che, prima dell’attuale sistema basato su DNA e proteine, sia esistita una fase iniziale della vita in cui l’RNA svolgeva da solo entrambi i ruoli: archivio dell’informazione e macchina catalitica. In quel mondo primordiale, l’uovo e la gallina non si confonderebbero più, perché ci sarebbe un’unica «creatura» a fare tutto.

Lo scenario, nella sua forma classica, combina caso e necessità. Per caso, dall’associazione fortuita di basi, zuccheri e fosfati in una zuppa prebiotica, sarebbe emersa una molecola di RNA capace di copiare sé stessa. Da quel momento sarebbe entrata in gioco la necessità, sotto forma di selezione naturale: le molecole che si copiavano meglio si sarebbero diffuse, accumulando per tentativi ed errori funzioni sempre più raffinate, fino ad arrivare — molto più tardi — a «inventare» le proteine e a delegare loro la catalisi, e il DNA per l’archiviazione, dando origine al sistema moderno. È uno scenario affascinante: trasforma un problema apparentemente impossibile (far comparire insieme due sistemi interdipendenti) in un problema apparentemente affrontabile (far comparire una sola molecola che poi evolve).

Si capisce perché l’idea abbia conquistato tanti ricercatori. Spostava il problema da un terreno apparentemente disperato — la fortuna cieca che fa comparire due macchine già coordinate — a un terreno familiare e rispettabile: quello dell’evoluzione per selezione, lo stesso meccanismo che la biologia invoca per tutto il resto della storia della vita. Bastava far comparire il primo replicatore, e il «darwinismo molecolare» avrebbe fatto il resto. Il mondo a RNA prometteva, in sostanza, di estendere la potenza esplicativa della selezione naturale fino alle soglie stesse della vita — un’ambizione comprensibile, e parte non piccola del suo fascino.

5. Perché è un’ipotesi seria

Prima di passare ai limiti, è giusto riconoscere i punti di forza del mondo a RNA, perché non è affatto un’idea peregrina. Primo, è economica: invece di richiedere la comparsa simultanea di due classi di molecole coordinate, ne richiede una sola, lasciando il resto all’evoluzione. È il tipo di semplificazione che gli scienziati, a ragione, apprezzano.

Secondo, ha un indizio importante a suo favore proprio nel cuore della cellula moderna. Il ribosoma — la macchina che assembla le proteine, incontrata nel Modulo 2 — compie la sua reazione chiave, la formazione del legame fra gli amminoacidi, grazie a una porzione fatta di RNA, non di proteine. In altre parole, al centro della traduzione c’è ancora oggi un ribozima: una traccia, secondo i sostenitori, di un’epoca in cui l’RNA faceva il lavoro che poi è passato alle proteine. Questo indizio si è rafforzato negli anni Duemila, quando la struttura dettagliata del ribosoma — chiarita da ricerche premiate a loro volta con il Nobel — confermò che il punto esatto in cui si saldano gli amminoacidi è costituito di RNA. Per molti ricercatori è l’argomento più solido a favore dell’idea che, in qualche forma, un’epoca dominata dall’RNA ci sia davvero stata.

Terzo, in laboratorio i ricercatori sono riusciti a costruire ribozimi capaci di varie funzioni — tagliare RNA, unire frammenti, e altro — dimostrando che il repertorio catalitico dell’RNA è più ampio di quanto si pensasse. Sono argomenti reali, e vanno soppesati con onestà. È proprio perché l’ipotesi è seria che merita un esame altrettanto serio dei suoi problemi.

6. Primo limite: l’RNA è difficilissimo da ottenere

Il primo ostacolo lo abbiamo già incontrato nel Modulo 3, e qui si limita a tornare con forza raddoppiata. Tutto lo scenario parte da una premessa: che in una zuppa prebiotica sia comparsa, spontaneamente, una molecola di RNA. Ma fabbricare RNA in condizioni naturali non guidate è, fra tutti i compiti della chimica prebiotica, forse il più arduo.

Ogni nucleotide dell’RNA è esso stesso composto da più pezzi — una base, uno zucchero (il ribosio) e un fosfato — e i processi che li formano sono chimicamente incompatibili fra loro, come mostra il «catch-22» dello zucchero visto nel modulo scorso: le condizioni che producono le basi azotate impediscono di produrre il ribosio. E non basta avere i tre pezzi separati: vanno uniti nel modo giusto. La base va agganciata allo zucchero in un punto preciso e con il corretto orientamento (il cosiddetto legame glicosidico), e il fosfato deve legarsi a sua volta nella posizione esatta; in condizioni non guidate queste unioni avvengono di rado e producono soprattutto combinazioni sbagliate. Assemblare anche un solo nucleotide corretto, prima ancora di pensare a una catena, è già un’impresa.

A tutto ciò si aggiungono il problema del disordine, le reazioni interferenti e l’instabilità di basi come la citosina. Non sorprende che Gerald Joyce e Leslie Orgel, due fra i massimi esperti, abbiano definito l’RNA «l’incubo del chimico prebiotico», e la sua comparsa spontanea «un quasi miracolo». Lo riconobbe candidamente anche un divulgatore scientifico commentando un risultato celebrato come svolta: il lavoro lasciava senza risposta la domanda più importante, cioè come fosse comparso l’RNA in primo luogo. Il mondo a RNA, insomma, comincia chiedendo in dono proprio ciò che la chimica non sa fornire. Per l’analisi dettagliata di questi ostacoli rimandiamo all’articolo Perché la principale teoria sull’origine della vita non regge.

7. Secondo limite: i ribozimi sono pessimi sostituti delle proteine

Supponiamo, di nuovo per amore di discussione, che l’RNA sia comparso. Resta un problema più profondo: l’RNA è un catalizzatore molto più debole e limitato delle proteine. I ribozimi noti svolgono solo una piccolissima frazione delle migliaia di funzioni che le proteine compiono nella cellula, e quasi sempre in modo più goffo e meno efficiente.

La ragione è chimica e strutturale. Le proteine sono costruite con venti amminoacidi diversi, dotati di «code» laterali dalle proprietà molto varie; questa ricchezza permette loro di ripiegarsi in forme tridimensionali estremamente complesse e precise, e sono proprio quelle forme a rendere possibile la catalisi raffinata. L’RNA, fatto di sole quattro basi chimicamente più uniformi, non riesce a formare la stessa varietà di geometrie sottili, e perciò il suo repertorio resta limitato. Per avere un’idea del divario: le proteine di una cellula svolgono migliaia di compiti diversi — accelerano reazioni, trasportano molecole, fanno da motori, da pompe, da impalcature strutturali, da sensori — con un’efficienza e una specificità che i ribozimi noti non si avvicinano nemmeno a eguagliare. Affidare all’RNA tutto il lavoro che oggi svolgono le proteine è come chiedere a un coltellino multiuso di sostituire un’intera officina. C’è di più, ed è il punto decisivo: i singoli ribozimi non sanno accoppiare reazioni a più stadi nel modo in cui lo fanno gli enzimi veri. Un enzima, per esempio una sintetasi, lega insieme una reazione energeticamente favorevole e una sfavorevole, facendone avvenire una che da sola non procederebbe — un po’ come l’acqua che, abbondante, riesce a risalire un argine. I ribozimi, di norma, non fanno questo. È stato detto con un’immagine efficace: nel mondo a RNA, ogni pony sa fare un solo trucco. E anche se si riunissero tutti i pony necessari, ciascuno farebbe il proprio trucco separatamente, scollegato dagli altri — mentre la vita richiede che molti trucchi siano accoppiati e coordinati in modo strettissimo, quasi simultaneo. È esattamente ciò che gli enzimi proteici fanno e i catalizzatori a RNA no.

Lo si tocca con mano proprio nel ribosoma. Quando si isola l’RNA ribosomiale «libero», separandolo dalle proteine che normalmente lo accompagnano, esso riesce a catalizzare la formazione del legame peptidico solo con l’aiuto di un altro catalizzatore, e per giunta non costringe gli amminoacidi a disporsi in catene lineari ordinate — cosa invece essenziale perché una proteina funzioni. L’indizio che i sostenitori citano a favore del mondo a RNA, cioè il ribozima al cuore del ribosoma, da solo non basta nemmeno a costruire una proteina.

8. Terzo limite: l’RNA autoreplicante non esiste

Il cuore dell’ipotesi è una molecola di RNA capace di copiare sé stessa. Ebbene: a tutt’oggi, nonostante decenni di ricerca intensa e ingegnosa, una simile molecola non è mai stata trovata né costruita in forma davvero autosufficiente.

Si potrebbe obiettare che qualche risultato è stato annunciato in tal senso, e in effetti è così — ma vale la pena guardarlo da vicino, perché è istruttivo. In un esperimento spesso citato, due ricercatori dichiararono di aver ottenuto un RNA «autoreplicante». In realtà avevano progettato loro la molecola di partenza e poi sintetizzato a mano due frammenti complementari, accuratamente sequenziati per combaciare; il «ribozima» si limitava a unire quei due pezzi già pronti con un singolo legame. In altre parole, l’informazione e il lavoro di sequenziamento erano stati forniti dagli sperimentatori: più che una replicazione diretta dall’RNA, era una replicazione diretta dalla mente del ricercatore. È lo stesso schema che abbiamo visto per la chimica prebiotica nel Modulo 3: il successo dipende dall’intervento informato di un’intelligenza, non da un processo spontaneo.

E qui si chiude un cerchio paradossale che gli stessi Joyce e Orgel hanno descritto con onestà, in una sezione intitolata «un altro paradosso dell’uovo e della gallina». La selezione naturale, l’abbiamo detto, dovrebbe affinare la molecola autoreplicante; ma la selezione naturale può agire solo su qualcosa che già si replica. Senza evoluzione è improbabile che nasca un ribozima autoreplicante; ma senza un ribozima autoreplicante non c’è evoluzione che possa cercarlo. Lo stesso mito di una molecola di RNA che sorge già autoreplicante da una zuppa casuale, hanno scritto i due studiosi, è irrealistico alla luce della chimica conosciuta. Il motore che dovrebbe far partire tutto, insomma, non riesce ad accendersi da solo.

Vale la pena chiarire un equivoco diffuso, perché tocca proprio questo punto. In laboratorio si parla spesso di «evoluzione in provetta» dell’RNA, e si ottengono effettivamente ribozimi con capacità nuove e talvolta notevoli. Ma quella «evoluzione» è guidata: a ogni ciclo è lo sperimentatore a decidere quali molecole conservare, amplificare e modificare, in base all’obiettivo che ha in mente. È, di nuovo, una selezione operata da una mente verso un fine prefissato, non un processo cieco. Togliendo la mano del ricercatore — la sua conoscenza del bersaglio e le sue scelte a ogni passaggio — il processo si ferma. Anche i successi più spettacolari del mondo a RNA, a guardarli da vicino, portano la firma di chi li ha ottenuti.

9. Quarto limite: il salto al codice resta inspiegato

Concediamo, per pura ipotesi, anche un RNA autoreplicante. Resterebbe da spiegare il passaggio più difficile di tutti: come da un mondo di RNA si sia arrivati al sistema attuale, con il suo codice genetico e il suo apparato di traduzione — proprio ciò di cui parlava il Modulo 2. E qui i numeri tornano spietati.

Perché esista un codice servono molecole capaci di legare ogni amminoacido al «segnale» giusto: nella cellula attuale lo fanno le venti sintetasi proteiche. In un mondo a RNA, il loro ruolo dovrebbe essere svolto da ribozimi. Ma trovare anche un solo ribozima capace di compiere il passo fondamentale (agganciare un amminoacido a un RNA) è rarissimo: in un celebre esperimento, i ricercatori dovettero setacciare un insieme pre-ingegnerizzato di circa 170.000 miliardi di molecole di RNA per trovarne una sola con quella capacità — una probabilità dell’ordine di una su 10¹⁴. Per costruire un codice completo non ne servirebbe però uno, ma venti diversi, ciascuno per un amminoacido, e tutti riuniti e coordinati nello stesso luogo. Se ognuno è raro all’incirca come il primo, la probabilità di averne due insieme è il quadrato (meno di una su 10²⁸), tre insieme il cubo, e venti insieme una cifra proibitiva — peggio di una su 10²⁸⁰. Tradotto in informazione, superare queste probabilità richiederebbe l’iniezione di centinaia di bit di informazione specificata — le stime parlano di quasi mille bit per il solo insieme delle venti funzioni. E non è finita: tutti questi ribozimi dovrebbero per giunta trovarsi rinchiusi insieme in un compartimento che li tenga vicini e li protegga dall’interferenza degli innumerevoli RNA inutili presenti intorno — un’ulteriore condizione tutt’altro che gratuita. È il classico problema dell’informazione che il Modulo 2 aveva già messo a fuoco: il mondo a RNA non lo risolve, lo eredita intatto. Non a caso, l’origine del sistema di traduzione è stata definita da due eminenti biologi un «enigma universale» ancora aperto.

10. Sposta il problema, non lo risolve

Possiamo ora tirare le fila. Il mondo a RNA è un’idea brillante perché trasforma un problema in apparenza insolubile — la comparsa simultanea di DNA e proteine — in una serie di problemi che sembrano più piccoli. Ma a un esame ravvicinato, ciascuno di quei problemi più piccoli si rivela, a sua volta, formidabile: ottenere l’RNA, dotarlo di capacità catalitiche degne di una proteina, farlo autoreplicare, e infine farlo «inventare» il codice e la traduzione.

Soprattutto, il problema centrale — l’origine dell’informazione specificata — non viene risolto, ma soltanto spostato indietro di un passo. All’inizio bisognava spiegare l’informazione contenuta nel DNA e nelle proteine; ora bisogna spiegare l’informazione contenuta nel primo RNA funzionante e autoreplicante, che non è meno improbabile. Come ammise con franchezza un divulgatore, l’ipotesi lascia senza risposta la domanda da cui tutto dipende: come è nato l’RNA, in primo luogo? Spostare una difficoltà non è risolverla; e il mondo a RNA, per quanto ingegnoso, sposta la difficoltà senza scioglierla.

Conviene riassumere la catena delle concessioni, perché è illuminante. Anche se l’RNA fosse comparso — cosa che la chimica non sa spiegare; anche se fosse stato dotato di capacità catalitiche degne di una proteina — cosa che la sua chimica non consente; anche se avesse imparato a copiare sé stesso — cosa mai osservata senza la guida di un ricercatore; anche se avesse poi generato un codice e un apparato di traduzione — un evento dalla probabilità proibitiva: solo dopo tutti questi «se» il mondo a RNA spiegherebbe l’origine della vita. Ma ogni «se» è un ostacolo che resta in piedi, e mettere in fila quattro ostacoli non superati non costruisce una spiegazione: costruisce, semmai, la misura di quanto il problema sia ancora aperto.

11. Non lo diciamo solo noi

Anche qui, le voci più caute non sono quelle dei sostenitori del disegno intelligente, ma quelle degli specialisti. Joyce e Orgel — che hanno dedicato la vita al problema — hanno parlato di «quasi miracolo» e di «incubo del chimico prebiotico», e hanno descritto il paradosso dell’uovo e della gallina che affligge l’autoreplicazione. Essi stessi hanno osservato che la comunità si divide in due campi: gli ottimisti, spesso biologi molecolari, convinti che i chimici esagerino le difficoltà; e i chimici, molto più pessimisti — fra i quali i due autori si collocavano.

Vale la pena sottolineare un punto, per equilibrio: nulla di tutto questo dimostra che il mondo a RNA sia falso. È un programma di ricerca vivo e legittimo, e i suoi sostenitori lavorano seriamente per colmarne le lacune; scoperte future potrebbero cambiare il quadro. Ciò che i dati attuali non autorizzano è la diffusa presentazione del mondo a RNA come una soluzione ormai raggiunta. Allo stato, è un’ipotesi promettente con problemi profondi e irrisolti — non una spiegazione.

12. Verso l’inferenza al design

Che cosa trarne, con la consueta cautela? L’inferenza al design non si fonda sull’idea che «il mondo a RNA è fallito, dunque è progetto». Si fonda, ancora una volta, su una conoscenza positiva. Il filo che attraversa tutti i moduli è uno solo: l’origine della vita è, al fondo, l’origine di una grande quantità di informazione specificata, e ogni ipotesi naturalistica esaminata — chimica prebiotica, mondo a RNA — si infrange proprio su quel punto, lasciandolo dove l’aveva trovato. Nella nostra esperienza, l’unica causa nota capace di produrre informazione specificata di questo tipo è l’intelligenza.

Restano fermi i limiti dichiarati in tutto il sito: l’inferenza non identifica un meccanismo, non descrive un progettista, non è falsificabile nel senso stretto. Per questo la presentiamo come una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non come un dogma né come una teoria scientifica in senso pieno. Ma quando un’ipotesi dopo l’altra sposta il problema dell’informazione senza mai risolverlo, è intellettualmente onesto chiedersi se la risposta non vada cercata in una categoria diversa da quella del caso e delle leggi cieche. Per l’inquadramento completo rimandiamo all’articolo fondativo del sito.

Nel prossimo modulo lasceremo le singole molecole e affronteremo la cellula nel suo insieme: che cosa serve, come minimo, perché qualcosa sia «vivo»? Vedremo quanto è alto il gradino fra una molecola, per quanto abile, e la più semplice cellula capace di vivere e riprodursi.

Prossimo Modulo

Nel Modulo 5 — Dalla molecola alla cellula: membrane, metabolismo e la cellula minima — affronteremo il salto dall’eventuale «replicatore» primordiale alla cellula vera e propria: la membrana che la racchiude, il metabolismo che la alimenta, e il numero minimo di componenti che servono perché un organismo possa dirsi vivo.

Per approfondire

• Perché la principale teoria sull’origine della vita non regge — l’analisi chimica e molecolare dettagliata dei problemi del mondo a RNA.
• Il codice della vita — il problema del codice genetico, che il mondo a RNA eredita senza risolvere.
• La chimica prebiotica — perché ottenere l’RNA in natura è così difficile.

Riferimenti

Behe, M. J. (1996). Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution. Free Press.

Gilbert, W. (1986). “The RNA World.” Nature, 319, 618.

Horgan, J. (1996). “The World According to RNA.” Scientific American, 274(1), 27.

Joyce, G. F., & Orgel, L. E. (1993). “Prospects for Understanding the Origin of the RNA World.” In The RNA World, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.

Behe, M. J., Dembski, W. A., & Meyer, S. C. (2000). Science and Evidence for Design in the Universe. Ignatius Press.

Wolf, Y. I., & Koonin, E. V. (2007). “On the Origin of the Translation System and the Genetic Code.” Biology Direct, 2, 14.

Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 3

Prerequisiti:
Modulo 1
Modulo 2
Guida alla lettura
Disclaimer

1. Dove eravamo rimasti

Nei primi due moduli abbiamo guardato l’origine della vita dall’alto, come problema di informazione: la cellula custodisce un testo genetico, lo legge attraverso un codice e lo traduce con un macchinario dedicato, e abbiamo visto quanto sia difficile spiegare la comparsa simultanea di queste tre cose. In questo modulo cambiamo completamente registro. Lasciamo la teoria dell’informazione e scendiamo nel laboratorio, alla chimica concreta: che cosa, esattamente, i ricercatori sono riusciti a ottenere quando hanno provato a fabbricare i mattoni della vita partendo da sostanze semplici?

È una domanda importante e merita una risposta onesta in entrambe le direzioni. Da un lato, i successi della chimica prebiotica (la chimica che riguarda il periodo precedente alla vita) sono reali e vanno riconosciuti senza minimizzarli: sarebbe disonesto fingere che in settant’anni non si sia ottenuto nulla. Dall’altro, quei successi nascondono una serie di problemi che si apprezzano solo andando oltre il titolo del comunicato stampa. L’obiettivo del modulo è proprio questo: capire con precisione cosa sappiamo e cosa non sappiamo, distinguendo i due piani con il massimo rigore.

2. Che cosa intendiamo per «chimica prebiotica»

Conviene fissare il vocabolario, perché useremo alcuni termini di continuo. Le grandi molecole della vita — proteine, DNA, RNA — sono polimeri: lunghe catene formate da tante unità più piccole agganciate in fila. Le unità si chiamano monomeri; nel caso delle proteine i monomeri sono gli amminoacidi, nel caso degli acidi nucleici sono i nucleotidi. Costruire la vita «dal basso» significa, in linea di principio, due cose ben distinte: prima fabbricare i monomeri (i mattoni), poi assemblarli nell’ordine giusto a formare i polimeri (i muri). Con «abiotico» si intende un processo che avviene senza l’intervento di esseri viventi.

I ricercatori del settore individuano di solito quattro grandi tappe lungo la strada che dalla materia inerte porterebbe alla cellula: la formazione dei mattoni di base (amminoacidi e nucleotidi); la loro polimerizzazione in proteine e acidi nucleici; la comparsa di un primo sistema capace di replicarsi; e infine l’evoluzione del moderno sistema a DNA e proteine, con un codice genetico funzionante e l’apparato per la sintesi delle proteine. È fondamentale tenere a mente questa scala, perché — come vedremo — solo la prima tappa ha visto progressi sostanziali. È esattamente la distinzione fra avere i mattoni e avere la casa: la chimica prebiotica, nei suoi successi, riguarda quasi interamente la fabbricazione dei mattoni.

Già la sola distinzione fra mattoni e muri nasconde una difficoltà che abbiamo incontrato nel Modulo 1. Agganciare due monomeri — due amminoacidi, oppure due nucleotidi — richiede di espellere una molecola d’acqua per ogni legame formato. Ma in acqua, l’ambiente che si suppone presente sulla Terra primitiva, questo tipo di reazione è sfavorito: l’acqua tende a rompere i legami anziché a formarli. Già il passaggio dalla prima alla seconda tappa, dunque, va controcorrente. Per questo nel resto del modulo ci concentreremo soprattutto sulla prima tappa, la fabbricazione dei mattoni: è lì che si concentrano i successi reali, ed è già lì, come vedremo, che spuntano i problemi.

3. I successi reali: i mattoni si formano

Cominciamo dai risultati, e presentiamoli nella loro forma più forte. Il punto di partenza è l’esperimento di Miller-Urey del 1953, che abbiamo già incontrato nel Modulo 1: facendo passare scariche elettriche attraverso una miscela di gas, Stanley Miller ottenne diversi amminoacidi, fra cui glicina, alanina e acido aspartico — tre dei venti usati dalle proteine. Non è poco: mostrava che alcuni mattoni della vita possono formarsi da soli, senza alcun intervento biologico. E c’è di più: rianalisi recenti dei campioni originali di Miller, condotte con strumenti molto più sensibili, hanno rivelato che in quelle provette erano comparsi non tre ma almeno dieci amminoacidi biologicamente importanti. Negli anni, modificando l’atmosfera simulata e la fonte di energia, i ricercatori sono arrivati a individuare quasi tutti i venti tipi di amminoacidi naturali in esperimenti di questo genere.

I successi non si fermano agli amminoacidi. Verso gli anni Sessanta il laboratorio di Juan Oró ottenne un risultato notevole: la semplice molecola di acido cianidrico (HCN), reagendo con sé stessa, produceva fra i suoi prodotti l’adenina — una delle quattro «lettere» degli acidi nucleici. Il risultato aveva un fascino particolare: l’adenina, una molecola dall’aria complessa, si rivela essere null’altro che cinque molecole di acido cianidrico unite insieme (la sua formula corrisponde esattamente a cinque HCN), una semplicità che sembrava promettere strade naturali facili. Era una porta aperta verso il DNA e l’RNA, e negli anni successivi anche le altre basi azotate e perfino lo zucchero ribosio (un componente dell’RNA) furono ottenuti in esperimenti di simulazione. In breve: una parte consistente dell’inventario molecolare della vita può essere prodotta, in laboratorio, a partire da ingredienti semplici. Questo è un dato di fatto, e va affermato con chiarezza.

4. Aiuta il cielo? Meteoriti e spazio

A rafforzare il quadro c’è una scoperta affascinante che viene dall’alto. Nel 1969 un grosso meteorite cadde nei pressi di Murchison, in Australia. Analizzandolo, i ricercatori vi trovarono amminoacidi di origine chiaramente extraterrestre — glicina, alanina, acido glutammico — e, in studi successivi, persino alcune delle basi azotate degli acidi nucleici. Non solo: l’analisi spettroscopica dello spazio interstellare ha mostrato che il cosmo è ricco di composti del carbonio, alcuni dei quali — i cosiddetti idrocarburi policiclici aromatici, molecole formate da più anelli di atomi di carbonio saldati insieme — molto complessi, e taluni contenenti azoto, con una struttura non lontana da quella delle basi della vita.

C’è un parallelo storico che aiuta a inquadrare il significato di tutto ciò. Nel 1828 il chimico Friedrich Wöhler sintetizzò l’urea, una sostanza organica, a partire da composti inorganici, dimostrando che le molecole della vita non richiedono una misteriosa «forza vitale» per formarsi. Murchison e le osservazioni dello spazio profondo estendono quella lezione: alcuni mattoni della vita possono comparire non solo senza un organismo, ma perfino senza un chimico, là fuori nello spazio. È un risultato genuino, e i ricercatori dell’origine della vita lo considerano, a ragione, una conferma dell’idea che gli ingredienti di base siano in linea di principio disponibili in natura.

C’è però un dettaglio che, già qui, anticipa un problema. Gli amminoacidi trovati nei meteoriti, come quelli prodotti in laboratorio, si presentano quasi sempre come miscele delle due forme speculari, «destra» e «sinistra», in proporzioni vicine al cinquanta e cinquanta. La vita, invece — lo abbiamo visto nel Modulo 1 — usa quasi esclusivamente la forma sinistra. Avere i mattoni «nello spazio», dunque, non significa avere i mattoni giusti: anche gli ingredienti extraterrestri arrivano già contaminati dal problema della chiralità. Fin qui, comunque, le buone notizie. Il problema vero comincia quando si chiede: e poi?

5. Primo limite: i mattoni non sono la casa

Ed eccoci al primo, decisivo, limite. Avere alcuni amminoacidi, o anche tutti e venti, non significa avere una proteina; avere le basi e lo zucchero non significa avere l’RNA; e avere qualche polimero non significa avere una cellula. Come abbiamo detto, è la differenza fra possedere dei mattoni e possedere una casa abitabile, con le pareti al posto giusto, l’impianto idraulico e l’energia che scorre. La quantità di informazione — l’ordine specifico — che separa un mucchio di mattoni da una struttura funzionante è enorme, e la chimica prebiotica, nei suoi successi, non ha quasi toccato questo problema.

Va aggiunto un dettaglio che spesso sfugge: nemmeno tutti i mattoni sono stati ottenuti. Secondo valutazioni recenti, diversi blocchi organici chiave — fra cui le porfirine (componenti essenziali di molecole come l’emoglobina e la clorofilla) e perfino due dei venti amminoacidi, la lisina e l’arginina — non hanno ancora una sintesi prebiotica plausibile. Dunque, a rigore, non disponiamo neppure dell’elenco completo dei mattoni, figuriamoci delle istruzioni per montarli. Lo stesso Michael Denton, che non è un creazionista e propende per una spiegazione naturalistica basata su leggi ancora ignote, riconosce che tra i monomeri trovati nel meteorite di Murchison e il sistema cellulare si apre un «abisso» di cui la scienza attuale non conosce il percorso, e che solo la prima delle quattro tappe ha visto progressi sostanziali; le altre tre, scrive, restano «un enigma completo».

Vale la pena insistere su questo punto, perché è il cuore della questione e collega questo modulo ai precedenti. I problemi dei Moduli 1 e 2 — l’informazione, il codice — riguardano tutti il come i mattoni sono disposti, non la loro semplice esistenza. Una proteina funzionante non è «un po’ di amminoacidi»: è una sequenza precisa, scelta fra un numero astronomico di sequenze possibili e quasi tutte inutili. La chimica prebiotica, anche nei suoi giorni migliori, produce mattoni; non produce sequenze. È la differenza fra avere a disposizione tutte le lettere dell’alfabeto e aver scritto un libro di senso compiuto: il salto non è di quantità, ma di ordine e di informazione. E l’ordine, come stiamo per vedere, è proprio ciò che la chimica non guidata distrugge sistematicamente.

6. Secondo limite: la maledizione del catrame

Il secondo limite è chimico, e ha un nome quasi folkloristico fra gli addetti ai lavori. Quando si lascia che una miscela di sostanze semplici reagisca liberamente, con energia in abbondanza ma senza alcuna guida, il risultato tipico non è una bella collezione ordinata di mattoni della vita: è un catrame scuro e inerte. Negli esperimenti di simulazione, insieme ai prodotti desiderabili si formano sempre sottoprodotti indesiderati, e questi reagiscono con i mattoni utili formando composti biologicamente morti — una poltiglia bituminosa che i chimici chiamano melanoidina e che è stata definita, senza mezzi termini, «la maledizione del chimico prebiotico».

Non è un’esagerazione retorica. Un chimico ha sintetizzato con efficacia l’immagine, osservando che la chimica prebiotica «classica» tende a produrre miscele con la complessità chimica dell’asfalto — utile, forse, per pavimentare le strade, ma non particolarmente promettente come punto di partenza per la vita. Il problema è strutturale: la stessa abbondanza di reazioni possibili che permette di formare i mattoni permette anche di distruggerli, e in un ambiente non guidato le reazioni distruttive tendono a prevalere.

Perché accade? La ragione è che, lasciate libere, le molecole organiche reattive hanno a disposizione moltissime strade di reazione, e solo pochissime di quelle strade portano ai prodotti utili alla vita. La stragrande maggioranza conduce a composti sempre più grandi, scuri e disordinati. È un po’ come lanciare in aria mille tessere di un puzzle: esiste in teoria una disposizione che ricompone l’immagine, ma le configurazioni «sbagliate» sono incomparabilmente più numerose, e il caso imbocca quasi sempre quelle. Lo stesso fenomeno si osserva quando si riscaldano a secco degli amminoacidi sperando di legarli in proteine: si ottiene, di norma, una poltiglia bruna e maleodorante, non una catena ordinata. La natura, in assenza di una guida, non punta al bersaglio biologico: imbocca le strade più numerose, che portano altrove. Più tempo e più energia, in questo caso, non aiutano: peggiorano la situazione, spingendo il sistema verso il vicolo cieco del catrame.

7. Terzo limite: le reazioni interferenti e il problema del disordine

Strettamente legato al catrame c’è quello che Denton chiama il «problema del disordine», ed è forse l’ostacolo più sottovalutato. In ogni sintesi prebiotica nota, accanto ai monomeri «giusti» compare un vasto universo di altre piccole molecole organiche reattive: amminoacidi e nucleotidi leggermente diversi da quelli biologici, varianti, analoghi, isomeri. E queste molecole intruse hanno la stessa probabilità di agganciarsi ai mattoni buoni quanto i mattoni buoni hanno di agganciarsi fra loro. Il risultato è un caos combinatorio: catene che mescolano pezzi giusti e pezzi sbagliati, prive di funzione.

Il biochimico Gerald Joyce, uno dei massimi esperti del campo e tutt’altro che un sostenitore del disegno intelligente, lo ha detto con chiarezza: il principale ostacolo alla comprensione di un’origine della vita basata sull’RNA è trovare un meccanismo plausibile per superare il disordine creato dalla chimica prebiotica. Ciascuno dei quattro componenti dell’RNA, spiega Joyce, sarebbe stato accompagnato da numerosi analoghi simili, capaci di combinarsi in quasi ogni modo; i nucleotidi avrebbero potuto unirsi con legami di tipo diverso, con un numero variabile di fosfati, con forme speculari (D e L) degli zuccheri, con varianti assortite. È difficile, conclude, anche solo immaginare un meccanismo di autoreplicazione capace di ignorare tutte queste differenze.

Conviene rendere concreto che cosa significhi questo «disordine», perché suona astratto ma è chimicamente preciso. Prendiamo l’RNA. Ogni nucleotide può agganciarsi al successivo in più punti diversi della molecola — i chimici parlano di legami «2′-5′», «3′-5′» e così via: la vita ne usa uno solo, ma la chimica non guidata li mescola tutti, producendo catene «cucite» nel modo sbagliato. Gli zuccheri possono presentarsi nelle due forme speculari, destra e sinistra, e in più «versioni» dette anomeri: la vita ne usa una sola, la chimica le produce tutte. A ciò si sommano gli analoghi, cioè molecole quasi identiche ai mattoni giusti ma leggermente diverse, che si infilano nelle catene rovinandole come una lettera sbagliata in mezzo a una parola. Il prodotto di una sintesi non guidata, perciò, non è un RNA un po’ «sporco» da ripulire: è una nube di catene tutte diverse fra loro, nessuna delle quali è l’RNA che serve. In altre parole: la chimica reale non produce un pulito magazzino di pezzi standard, ma una rissa di componenti incompatibili da cui non emerge spontaneamente alcun ordine.

8. Quarto limite: il catch-22 dello zucchero

Un esempio concreto mostra quanto questi ostacoli siano profondi, e riguarda la costruzione dell’RNA. Per fare RNA servono, fra l’altro, due ingredienti: lo zucchero ribosio e le basi azotate. Il guaio è che le condizioni chimiche per produrre l’uno escludono quelle per produrre le altre.

Vediamolo da vicino. Il ribosio si formerebbe, in teoria, come sottoprodotto di una sequenza di reazioni chiamata reazione di formosi, che parte dalla formaldeide (una molecola molto semplice che, in acqua, può reagire con sé stessa generando, attraverso una catena di passaggi, una varietà di zuccheri). Ma — come ha mostrato il chimico Robert Shapiro — la reazione di formosi non produce zuccheri in presenza di sostanze ricche di azoto. E le basi azotate, per essere prodotte, richiedono proprio sostanze ricche di azoto (l’adenina, per esempio, si forma a partire dall’acido cianidrico, che di azoto è ricchissimo). Si crea così una trappola logica, un vero «catch-22»: la presenza delle sostanze necessarie a fare le basi impedisce di fare lo zucchero, ma servono entrambi per costruire l’RNA. Come ha sintetizzato un altro ricercatore, Dean Kenyon, le condizioni proposte per sintetizzare le basi sono «nettamente incompatibili» con quelle proposte per sintetizzare il ribosio.

A ciò si aggiunge un’altra spina. Anche quando una base viene prodotta, può non durare. La citosina, per esempio, in acqua si trasforma spontaneamente in un’altra molecola nel giro di tempi geologicamente brevi, troppo brevi perché possa accumularsi in quantità utili sulla Terra primitiva. È un altro modo in cui il tempo, che nell’immaginazione comune «aiuta» l’origine della vita, nella chimica reale spesso la ostacola: lascia che le molecole delicate si degradino prima di poter essere usate. Il caso del ribosio e delle basi non è dunque un’eccezione sfortunata, ma un esempio di un pattern ricorrente: le condizioni che favoriscono un ingrediente tendono a danneggiarne un altro. La chimica, insomma, non solo non collabora: a tratti rema attivamente contro.

9. Il convitato di pietra: la mano dello sperimentatore

Arriviamo al punto che, dal nostro punto di vista, è il più rivelatore di tutti, e che richiede uno sguardo attento a come si ottengono i successi di laboratorio. Quando un chimico riesce a produrre un mattone della vita aggirando il catrame, il disordine e i catch-22, come ci riesce? La risposta è: intervenendo. Continuamente, e in modo informato.

Per ottenere risultati puliti, lo sperimentatore sceglie l’atmosfera giusta, dosa i reagenti nelle proporzioni adatte, e — passaggio cruciale — purifica i prodotti, rimuovendo con apposite «trappole» i sottoprodotti che altrimenti distruggerebbero i mattoni desiderati. Sceglie persino il tipo di energia: i chimici prebiotici irradiano le loro miscele con luce ultravioletta a corta lunghezza d’onda, e lo fanno perché sanno che la luce a lunghezza d’onda maggiore degraderebbe proprio gli amminoacidi che stanno cercando di produrre. Ognuna di queste scelte — realizzare una condizione ed escluderne un’altra, eliminare un sottoprodotto e conservarne un altro — introduce informazione nel sistema. Sono, come sono stati definiti, «interventi profondamente informativi».

Gli esempi si moltiplicano appena si guarda dentro un protocollo di laboratorio. Lo sperimentatore parte da reagenti puri, acquistati e pesati nelle proporzioni esatte — una purezza che in natura, nel mezzo della «rissa» chimica vista sopra, semplicemente non esiste. Spesso fa avvenire la reazione in più stadi separati, sintetizzando i diversi pezzi uno alla volta, purificandoli e solo poi mettendoli insieme: in natura tutto accadrebbe contemporaneamente nello stesso recipiente, con tutte le interferenze del caso. Decide quando fermare la reazione, prima che i prodotti utili vengano distrutti dai passaggi successivi. Sceglie superfici minerali su cui far avvenire i processi, cicli di asciutto e bagnato, temperature controllate: ogni parametro è regolato sulla base di ciò che il chimico già sa del bersaglio da raggiungere. E tutto questo sapere — su quali condizioni favoriscono il prodotto giusto e quali lo distruggono — è informazione, immessa nel sistema dall’esterno, dalla mente del ricercatore.

La conseguenza è tanto semplice quanto importante, e va detta con onestà. Questi esperimenti, presi alla lettera, non simulano affatto un processo non guidato: simulano, al contrario, ciò che può fare una mente che conosce il bersaglio e lavora per raggiungerlo, proteggendo le reazioni dai processi distruttivi che in natura porterebbero al vicolo cieco. Lungi dal dimostrare che la vita può nascere senza una guida, la chimica prebiotica di laboratorio mostra ripetutamente quanto sia necessaria una guida intelligente per ottenere anche solo i singoli mattoni in forma utilizzabile. È un’osservazione che terremo a mente nella sezione conclusiva.

10. Non lo diciamo solo noi

Come sempre su questo sito, lasciamo parlare gli specialisti, molti dei quali estranei al dibattito sul disegno intelligente. La valutazione più citata è quella del biochimico Klaus Dose: dopo oltre trent’anni di sperimentazione, scrisse, la ricerca aveva portato «a una migliore percezione dell’immensità del problema dell’origine della vita piuttosto che alla sua soluzione», e ogni discussione sulle teorie principali finiva «in una situazione di stallo o in una confessione di ignoranza».

Gerald Joyce e Leslie Orgel, parlando specificamente dell’RNA, hanno definito la comparsa spontanea di un acido nucleico funzionante «un quasi miracolo», e l’RNA stesso «l’incubo del chimico prebiotico». Gli stessi due studiosi hanno osservato, con notevole franchezza, che gli scienziati interessati alle origini della vita si dividono in due campi: da un lato gli ottimisti, spesso biologi molecolari, convinti che i chimici esagerino le difficoltà; dall’altro i chimici stessi, molto più pessimisti, secondo cui la comparsa spontanea di un acido nucleico sulla Terra primitiva sarebbe stata appunto un quasi miracolo. Joyce e Orgel dichiaravano apertamente di appartenere al secondo gruppo. È un dato significativo: chi conosce più da vicino la chimica reale tende a essere il più cauto sulle sue possibilità non guidate.

Michael Denton, dal canto suo, riconosce che — nonostante gli straordinari progressi della biologia molecolare e della chimica organica dal 1953 a oggi — di come la natura abbia attraversato l’abisso fra la zuppa di composti e la cellula «non c’è alcuna spiegazione» nell’intero corpus della scienza del XXI secolo, e che l’origine della vita resta «probabilmente il più grande problema irrisolto della scienza». Non sono parole di scettici di parte: sono il riconoscimento, da parte di chi conosce il problema dall’interno, della distanza fra i titoli rassicuranti e lo stato reale della ricerca.

11. Cosa sappiamo e cosa non sappiamo

Possiamo ora rispondere con precisione alla domanda del titolo, tenendo distinti i due piani.

Cosa sappiamo. Sappiamo che molti — non tutti — i mattoni molecolari della vita possono formarsi per via abiotica: in laboratorio, in condizioni simulate, e perfino nello spazio, come testimoniano i meteoriti. La prima delle quattro tappe verso la cellula è, in buona parte, alla nostra portata. Questo è un risultato solido e non va minimizzato.

Cosa non sappiamo. Non sappiamo come, in un ambiente non guidato, evitare la formazione del catrame; come superare il problema del disordine e ottenere catene pure di soli mattoni «giusti»; come ottenere una sola forma speculare (la chiralità, vista nel Modulo 1); come aggirare i catch-22 chimici come quello dello zucchero; e, soprattutto, come passare dai mattoni ai polimeri funzionali e da questi alla cellula. A questi si aggiungono due ostacoli che abbiamo solo sfiorato: la diluizione — in un oceano sterminato i pochi mattoni presenti sarebbero così dispersi da incontrarsi raramente — e la polimerizzazione in acqua, che, come abbiamo visto, va controcorrente perché l’acqua tende a rompere i legami invece di formarli. Sommando tutto, non sappiamo nulla di sostanziale sulle tre tappe finali — proprio quelle che richiedono l’ordine e l’informazione di cui parlavano i moduli precedenti. La chimica prebiotica, in sintesi, ha imparato a fare alcuni mattoni; non ha la minima idea di come si costruisca la casa.

12. Verso l’inferenza al design

Che cosa trarne, con la consueta cautela? Nulla di tutto questo «dimostra» il design, e i limiti dell’inferenza restano quelli dichiarati in tutto il sito: non si identifica un meccanismo, non si descrive un progettista, e la tesi non è falsificabile nel senso stretto. La ricerca, inoltre, prosegue ed è seria: nessuno può escludere scoperte future.

Detto questo, due fatti meritano di essere messi in fila. Primo: in un ambiente non guidato, la chimica reale tende inesorabilmente verso il disordine e il catrame, l’opposto dell’ordine specifico della vita. Secondo: ogni volta che, in laboratorio, si ottiene comunque un risultato biologicamente rilevante, è perché una mente intelligente è intervenuta a indirizzare le reazioni. Messi insieme, questi due fatti non provano nulla, ma orientano: l’unica causa che, nella nostra esperienza, sa produrre ordine funzionale a partire dal disordine chimico è un’intelligenza che lavora verso un fine. Inferirne — in via abduttiva, cioè come miglior spiegazione disponibile — un’origine intelligente della vita 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 affronteremo l’ipotesi che, negli ultimi decenni, è stata proposta come la via d’uscita più promettente da molti di questi vicoli ciechi: il cosiddetto «mondo a RNA». Vedremo perché è un’idea ingegnosa — e perché, a un esame ravvicinato, sposta il problema più che risolverlo.

Prossimo Modulo

Nel Modulo 4 — Il mondo a RNA: l’ipotesi più promettente e i suoi limiti — esamineremo la teoria oggi più diffusa sull’origine della vita: l’idea che una molecola di RNA, capace insieme di conservare informazione e di catalizzare reazioni, abbia preceduto DNA e proteine. Ne presenteremo la logica nella forma più forte, per poi valutarne onestamente gli ostacoli.

Per approfondire

• Il problema dell’origine della vita — il quadro generale, con il problema della chiralità qui solo richiamato.
• Perché la principale teoria sull’origine della vita non regge — l’analisi dettagliata dei problemi del mondo a RNA, anticipazione del prossimo modulo.
• 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.

Denton, M. (2020). The Miracle of the Cell. Discovery Institute Press.

Dose, K. (1988). “The Origin of Life: More Questions Than Answers.” Interdisciplinary Science Reviews, 13(4), 348-356.

Joyce, G. F., & Orgel, L. E. (1993). “Prospects for Understanding the Origin of the RNA World.” In The RNA World, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Meyer, S. C. (2009). Signature in the Cell: DNA and the Evidence for Intelligent Design. HarperOne.

Shapiro, R. (1988). “Prebiotic Ribose Synthesis: A Critical Analysis.” Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 18, 71-85.

Tan, C. L., & Stadler, R. (2020). The Stairway to Life: An Origin-of-Life Reality Check. Evorevo Books.

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.

Percorso: L’Origine della Vita
Modulo 1

Prerequisiti:
Guida alla lettura
Disclaimer

1. La domanda più antica e la più difficile

Da dove viene la vita? È una delle domande più antiche che l’essere umano si sia posto, e una di quelle a cui oggi diamo per scontata una risposta. Nella cultura diffusa l’idea è semplice: tanto tempo fa, in un oceano caldo e ricco di sostanze chimiche, attraversato da fulmini e raggi ultravioletti, alcune molecole si sarebbero combinate per caso fino a formare la prima cellula vivente. È la versione che troviamo nei documentari, nei libri di testo e perfino, in forma poetica, in un celebre episodio di Fantasia della Disney del 1940, in cui la vita affiora da un mare di sostanze chimiche in fermento.

Questa lezione apre il Percorso con un obiettivo preciso: mostrare che, dietro quella narrazione lineare, si nasconde un problema scientifico di enorme difficoltà, in gran parte irrisolto e spesso sottovalutato. Non per polemica, ma per onestà verso i dati. Procederemo con calma e senza dare nulla per scontato: ogni termine tecnico verrà spiegato quando comparirà la prima volta, perché capire perché l’origine della vita sia un problema difficile richiede di vedere da vicino di che cosa è fatta una cellula e quali ostacoli incontra ciascun passaggio della «storia semplice» — dal brodo primordiale ai mattoni della vita, dai mattoni alle proteine, dalle proteine alla cellula. Alla fine avremo gli strumenti per capire perché un numero crescente di studiosi considera l’origine della vita non solo un problema chimico, ma soprattutto un problema di origine dell’informazione — e perché proprio qui l’inferenza a un’intelligenza progettante torna a essere una spiegazione da prendere sul serio.

2. Che cosa intendiamo per «vita»

Prima di chiederci come la vita sia nata, dobbiamo chiarire di che cosa stiamo parlando. Definire «vita» è notoriamente difficile, ma la maggior parte degli scienziati concorda su un nucleo minimo: un organismo vivente è un’entità capace di assorbire sostanze dall’ambiente, trasformarle nell’energia necessaria a crescere (è ciò che chiamiamo metabolismo) e, soprattutto, riprodursi facendo copie di sé stesso.

Già queste poche funzioni nascondono una complessità enorme. Il metabolismo non è una reazione chimica sola, ma una rete di centinaia di reazioni coordinate, ciascuna accelerata e regolata da una proteina specifica. Le proteine, che incontreremo continuamente, sono le macchine operative della cellula: lunghe catene di unità più piccole, gli amminoacidi, ripiegate in forme tridimensionali precise che permettono loro di svolgere un compito — tagliare, cucire, trasportare, copiare. E perché la cellula possa riprodursi serve un sistema che copi fedelmente le istruzioni e le trasmetta alla cellula figlia.

Il punto cruciale, allora, è che anche la forma di vita più semplice — un batterio, un organismo unicellulare invisibile a occhio nudo — non è una «poltiglia chimica» qualunque. È un sistema di elaborazione dell’informazione di una raffinatezza straordinaria. All’interno di ogni cellula, le istruzioni codificate nel DNA (la lunga molecola che custodisce il «testo» genetico) vengono lette, copiate e tradotte in proteine. È utile l’immagine di una fabbrica automatizzata: c’è un archivio di progetti (il DNA), un reparto che li copia e li trasporta, e una linea di montaggio che li esegue assemblando le proteine. Tutto questo, però, racchiuso in uno spazio milioni di volte più piccolo di un granello di sale.

Qui emerge subito un’asimmetria che ci accompagnerà per tutto il Percorso. Per leggere, copiare e tradurre l’informazione del DNA servono proteine specializzate; ma quelle proteine vengono costruite proprio sulla base delle istruzioni contenute nel DNA. L’informazione serve a costruire le macchine, e le macchine servono a leggere l’informazione. Nessuno dei due, da solo, fa qualcosa di utile. Spiegare l’origine della vita significa allora spiegare come questo sistema circolare e integrato possa essere comparso la prima volta, quando ancora nessuno dei due elementi esisteva. È una difficoltà di tipo diverso da quella di sintetizzare una singola molecola: è il problema di far apparire dal nulla un intero sistema in cui ogni parte presuppone le altre.

3. Il racconto classico: dal brodo primordiale a Miller-Urey

La versione scientifica della «storia semplice» ha un’origine precisa. Negli anni Venti e Trenta del Novecento, il biochimico russo Aleksandr Oparin propose che la vita fosse emersa gradualmente da sostanze chimiche sempre più complesse, in un oceano primitivo riscaldato e privo di ossigeno. Era, in sostanza, una versione chimica dell’idea che Darwin aveva accennato a proposito di un «piccolo stagno caldo». Composti semplici si sarebbero organizzati in molecole più complesse, come le proteine, e queste a loro volta in cellule complete. Questo processo prese il nome di evoluzione prebiotica (cioè «precedente alla vita») o evoluzione chimica.

Oparin aveva una ragione chimica per immaginare un’atmosfera priva di ossigeno e ricca invece di gas come metano e ammoniaca: si tratta di gas «riducenti», chimicamente reattivi, che in presenza di una fonte di energia possono combinarsi formando molecole organiche. In un’atmosfera del genere, pensava, l’energia dei fulmini o della radiazione solare avrebbe potuto innescare la formazione spontanea dei primi mattoni biologici. L’ipotesi era ragionevole per le conoscenze dell’epoca, ed è importante capirla bene, perché tutto ciò che segue dipende proprio da quella premessa sull’atmosfera.

L’ipotesi di Oparin ricevette il suo test più celebre nel 1952-53, quando il giovane Stanley Miller, sotto la guida di Harold Urey all’Università di Chicago, costruì un apparecchio per simulare le condizioni della Terra primitiva. In un sistema di vetro chiuso, Miller mise una miscela dei gas che riteneva presenti sull’antica atmosfera — metano, ammoniaca, vapore acqueo e idrogeno — e una pozza d’acqua bollente. Poi fece passare attraverso i gas delle scariche elettriche ad alta tensione, per simulare i fulmini.

Dopo circa una settimana, sulle pareti del recipiente si era formato un catrame scuro e oleoso, e l’acqua si era arrossata. Analizzando il liquido, Miller vi trovò diversi amminoacidi. Conviene fermarsi su questa parola, perché tornerà spesso: un amminoacido è una piccola molecola dotata di un’estremità acida e una basica, che le consente di legarsi ad altri amminoacidi formando catene. Esistono venti tipi di amminoacidi nelle proteine viventi, e l’ordine in cui sono disposti lungo la catena determina come la proteina si ripiega e quale funzione svolge. Sono, in altre parole, le «lettere» con cui sono scritte le macchine della cellula. Trovarne alcuni nella beuta di Miller sembrò perciò un risultato clamoroso: i materiali da costruzione della vita parevano formarsi da soli. L’astronomo Carl Sagan lo definì il passo più significativo nel convincere molti scienziati che la vita fosse probabilmente diffusa nel cosmo, e da allora l’esperimento di Miller-Urey è entrato in ogni libro di testo di biologia del mondo come l’icona dell’origine naturale della vita.

4. Primo problema: l’atmosfera sbagliata

La difficoltà è che l’icona, esaminata da vicino, regge molto meno di quanto si creda — e i ricercatori del settore lo sanno bene. Il primo problema riguarda proprio l’ingrediente di partenza: l’atmosfera.

Come abbiamo visto, il risultato di Miller dipende in modo critico dall’uso di gas riducenti come metano, ammoniaca e idrogeno. Ma negli anni successivi all’esperimento, le prove geochimiche hanno indicato che l’atmosfera della Terra primitiva, con ogni probabilità, non era così. Predominavano gas «neutri» — anidride carbonica, azoto, vapore acqueo — molto meno reattivi. E, soprattutto, erano presenti quantità significative di ossigeno libero, prodotto anche dalla scomposizione del vapore acqueo da parte della luce solare (un processo chiamato fotodissociazione). Le rocce più antiche conservano la firma di queste condizioni, e la maggior parte dei geochimici concorda oggi che la simulazione di Miller non rispecchi l’atmosfera reale di allora.

Perché questo è decisivo? Per due motivi. Primo: l’ossigeno è distruttivo per la chimica organica. È lo stesso processo che fa arrugginire il ferro — l’ossidazione. In presenza di ossigeno i composti organici non si accumulano, si degradano man mano che si formano. Secondo: in un’atmosfera neutra, senza gas riducenti, le reazioni che producono amminoacidi avvengono con rese bassissime, vicine allo zero. Come è stato osservato con un’analogia efficace, produrre i mattoni della vita in un’atmosfera riducente è come far reagire aceto e bicarbonato — avviene da sé, con energia in eccesso; tentare di farlo in un’atmosfera neutra o ossidante è come cercare di mescolare l’olio con l’acqua, andando contro la spinta naturale del sistema.

La conseguenza è netta: se la Terra primitiva aveva l’atmosfera che le prove geologiche suggeriscono, l’esperimento di Miller-Urey non ha simulato le sue condizioni reali. Molti ricercatori contemporanei lo riconoscono apertamente e ridimensionano il valore dell’esperimento del 1953 proprio su questa base. C’è di più: due geochimici, James Brooks e Gordon Shaw, hanno notato che un oceano ricco di amminoacidi e acidi nucleici — il famoso «brodo primordiale» — avrebbe lasciato grandi depositi di minerali ricchi di azoto nelle antiche rocce sedimentarie. Quei depositi non si trovano. È un’assenza di prove che ha portato alcuni studiosi a dubitare che il brodo primordiale, nella forma immaginata, sia mai realmente esistito. Già al primo gradino, dunque, la storia semplice incontra una difficoltà seria.

5. Secondo problema: i mattoni giusti e l’enigma della chiralità

Supponiamo, per amore di discussione, che l’atmosfera fosse quella giusta e che gli amminoacidi si formassero in abbondanza. Resterebbe un secondo ostacolo, più sottile e per molti versi più profondo: gli amminoacidi prodotti non sono del tipo giusto.

Molte molecole biologiche, gli amminoacidi compresi, esistono in due versioni che sono l’una l’immagine speculare dell’altra, esattamente come la mano destra e la mano sinistra. Per quanto le si ruoti, una mano destra non si sovrappone mai a una sinistra: sono identiche in tutto tranne che nell’orientamento. I chimici chiamano queste due versioni forma «sinistrorsa» (L) e forma «destrorsa» (D), e la proprietà si chiama chiralità (dal greco cheir, mano). Il fatto sorprendente è che le proteine di tutti gli esseri viventi sono costruite esclusivamente con amminoacidi sinistrorsi. Questa uniformità si chiama omochiralità («una sola mano»).

Il problema è che ogni processo naturale noto in grado di produrre amminoacidi — compreso l’esperimento di Miller-Urey — ne genera una miscela in parti uguali di forme L e D. La natura, lasciata a sé stessa, non «sceglie» la mano sinistra: produce un 50% e 50%. E qui i numeri parlano chiaro. Perché una proteina funzioni deve ripiegarsi in una forma precisa, ma una catena che mescola amminoacidi L e D non si ripiega correttamente — è come tentare di infilare in fila guanti destri e sinistri sulla stessa mano: l’incastro salta. Se gli amminoacidi si assemblassero a caso, la probabilità che una catena anche solo di cento unità risultasse tutta sinistrorsa sarebbe di circa una su 10³⁰: un uno seguito da trenta zeri. E una proteina media è ben più lunga di cento amminoacidi.

A peggiorare le cose, le forme L tendono spontaneamente a trasformarsi nel tempo in una miscela 50-50 (un processo chiamato racemizzazione): anche se per ipotesi un meccanismo le avesse separate, l’omochiralità non si manterrebbe da sola. Serve dunque una selezione pressoché perfetta di una sola delle due forme, e nessun meccanismo prebiotico non guidato è in grado di spiegarla. È un ostacolo che la storia semplice salta a piè pari, ma che la chimica reale non permette di aggirare.

6. Terzo problema: dall’amminoacido alla proteina

Ammettiamo ancora una volta il beneficio del dubbio: supponiamo di avere a disposizione amminoacidi del tipo giusto, tutti sinistrorsi. Adesso bisogna unirli a formare una proteina. E qui la chimica diventa apertamente ostile.

Per legare due amminoacidi occorre formare un legame peptidico, e questa è una reazione di condensazione: per ogni legame creato viene espulsa una molecola d’acqua. Il guaio è che l’acqua è proprio l’ambiente in cui si suppone che tutto avvenga — l’oceano primordiale. Una regola generale della chimica dice che se una reazione produce acqua, immergerla nell’acqua spinge l’equilibrio nella direzione opposta: invece di formare legami, l’acqua tende a romperli (un processo chiamato idrolisi). In un oceano, quindi, l’ambiente stesso lavora contro la costruzione delle proteine e a favore della loro disgregazione. È come cercare di incollare insieme dei mattoncini in fondo a una piscina: la colla non fa presa.

C’è anche un problema di concentrazione. In un oceano sterminato i pochi amminoacidi presenti sarebbero diluitissimi, e perché due molecole si incontrino e reagiscano devono trovarsi vicine. Più l’ambiente è diluito, più gli incontri utili diventano rari. Per aggirare il «problema dell’acqua» e quello della diluizione, i ricercatori hanno proposto scenari sempre più ingegnosi: amminoacidi trascinati su superfici roventi vicino ai vulcani, dove l’acqua evaporerebbe permettendo i legami. Ma riscaldando amminoacidi secchi si ottiene, di norma, un catrame bruno e maleodorante, non proteine. In condizioni speciali e con miscele opportunamente «truccate» si formano strutture chiamate proteinoidi, che però sono chimicamente diverse dalle vere proteine e prive della loro precisione funzionale. Ogni soluzione proposta, a un esame ravvicinato, richiede condizioni così particolari e mirate da somigliare più a un intervento guidato che a un processo spontaneo.

7. Il salto di scala: dai mattoni alla cellula

Fin qui abbiamo parlato di singole molecole. Ma anche se ogni ostacolo precedente fosse magicamente superato — atmosfera giusta, amminoacidi della forma corretta, legami peptidici formati — saremmo ancora lontanissimi dalla vita. Avere amminoacidi, o persino qualche proteina, non è avere una cellula, così come avere mattoni e cemento non è avere una casa, tantomeno una casa con l’impianto idraulico ed elettrico funzionante e abitata.

Per essere viva, la cellula più semplice deve fare contemporaneamente almeno quattro cose: racchiudersi in una membrana che la separi dall’ambiente lasciando però entrare il nutrimento; gestire un metabolismo che produca energia; conservare e copiare l’informazione genetica; e tradurre quell’informazione in proteine attraverso un macchinario dedicato — il ribosoma, una sofisticatissima «stampante» molecolare composta a sua volta da decine di proteine e RNA. Il punto è che queste funzioni non possono comparire una alla volta: una membrana senza metabolismo è inerte, un metabolismo senza membrana si disperde, l’informazione senza il macchinario di traduzione è muta, e il macchinario di traduzione è esso stesso fatto delle proteine che solo quel macchinario può produrre. Servono tutte insieme, già coordinate. Il divario tra «qualche mattone biologico» e «una cellula funzionante» non è una distanza che si copra con un altro po’ di tempo e di fortuna: è un salto di organizzazione e di informazione di ordini di grandezza superiore.

A complicare ulteriormente il quadro c’è il tempo a disposizione. Secondo la datazione standard, per i primi 500 milioni di anni la Terra era troppo calda e turbolenta perché vi esistesse qualsiasi forma di vita; poi, poco dopo il raffreddamento, compaiono già batteri in abbondanza, senza tracce di forme intermedie più semplici da cui sarebbero potuti derivare. Francis Collins, che ha diretto il Progetto Genoma Umano, ha sintetizzato così la difficoltà: si tratta di un periodo molto breve — circa 150 milioni di anni — per l’assemblaggio di macromolecole in una forma capace di autoreplicarsi, e anche le ipotesi più audaci e ottimistiche, a suo giudizio, restano lontane dal rendere realmente probabile un evento simile. Non solo, dunque, l’origine della vita richiede un salto enorme: lo richiede anche in fretta.

8. Il cuore del problema: l’origine dell’informazione

Arriviamo così al punto che dà a questo Percorso la sua chiave di lettura. Tutti i problemi visti finora — chimici, ambientali, termodinamici — sono reali e seri. Ma sotto di essi se ne nasconde uno ancora più fondamentale, di natura diversa: l’origine dell’informazione.

Conviene distinguere due sensi della parola. In un primo senso, puramente statistico, «informazione» misura solo l’improbabilità di una sequenza: una stringa di lettere a caso come «qx7zkrp» è altamente improbabile e quindi, in questo senso povero, ricca di informazione. Ma non è questo a contare nella vita. Ciò che caratterizza l’informazione biologica è un secondo senso, più ricco: l’informazione specificata, cioè una sequenza che è insieme improbabile e conforme a uno schema funzionale indipendente — come la frase «essere o non essere» è improbabile (nessun lancio casuale di lettere la produrrebbe) ma anche dotata di senso. Una proteina funzionante è informazione specificata: la sua sequenza di amminoacidi è una fra un numero astronomico di possibilità, e per giunta una di quelle pochissime che «funzionano».

Una cellula, allora, non è soltanto un insieme di sostanze chimiche giuste nel posto giusto. È un sistema in cui le sostanze sono disposte secondo sequenze precise e funzionali, esattamente come le lettere di questo testo non sono inchiostro a caso ma una sequenza che veicola senso. L’informazione, come hanno osservato diversi teorici, è una realtà che non si misura in grammi: non ha massa, né carica, né lunghezza in millimetri. È un genere di cosa diverso dalla materia, eppure è proprio l’ingrediente che distingue una cellula vivente da una pozza di sostanze organiche.

E qui i numeri diventano spietati. Le stime sulla rarità delle proteine funzionali indicano che, prendendo a caso una sequenza di amminoacidi della lunghezza tipica di un piccolo dominio proteico, la frazione di sequenze capaci di ripiegarsi in una struttura stabile e utile sia dell’ordine di una su 10⁷⁷. Per dare un metro a un numero del genere: le «risorse probabilistiche» dell’intero universo — tutte le particelle, per tutto il tempo trascorso dal Big Bang, al massimo ritmo di interazione fisicamente possibile — ammontano a circa 10¹⁵⁰ tentativi totali. Per rendere tangibile il confronto: gli atomi dell’intero universo osservabile sono stimati intorno a 10⁸⁰. Una probabilità di una su 10⁷⁷ equivale, grossolanamente, a dover indovinare al primo tentativo un singolo atomo preciso, scelto a caso fra tutti quelli contenuti in una porzione consistente dell’universo — e questo per una sola proteina. Sembra molto, dunque, ma trovare per caso una singola proteina funzionale consuma già una fetta vertiginosa del budget di tentativi disponibili; e una cellula non ha bisogno di una proteina, bensì di centinaia di proteine diverse e per giunta coordinate fra loro. Più precisamente, anche la più semplice cellula primitiva richiederebbe centinaia di migliaia di unità di informazione (bit) sequenziate con precisione. Il caso, semplicemente, non dispone delle risorse per arrivarci: è inadeguato non perché sia «impossibile» in senso assoluto, ma perché le occasioni disponibili nell’universo si esauriscono molto prima.

Non stupisce, allora, che già diversi decenni fa il teorico dell’informazione Hubert Yockey sostenesse che l’informazione necessaria all’inizio della vita non poteva essersi sviluppata per caso, arrivando a proporre — provocatoriamente — di trattare la vita come un dato di fatto irriducibile, alla pari della materia e dell’energia.

A questo punto sorge un’obiezione naturale, che vale la pena affrontare subito perché è la più comune: la Terra non è un sistema isolato, riceve continuamente energia dal Sole; e con un flusso di energia la complessità può aumentare, come quando l’acqua che evapora forma nubi o un fiocco di neve cristallizza in figure ordinate. È un’osservazione corretta, ma confonde due cose diverse. Un flusso di energia può produrre ordine — la ripetizione regolare di un cristallo, lo schema di un fiocco di neve — e può alimentare reazioni; ma non produce informazione specificata, cioè sequenze irregolari e funzionali. Un cristallo, l’abbiamo detto, è ordinato ma non porta un messaggio. Anzi, l’energia grezza riversata su molecole delicate tende a distruggerle: è proprio il motivo per cui i raggi ultravioletti, spesso invocati come fonte di energia prebiotica, degradano le stesse biomolecole che dovrebbero costruire. Per trasformare energia in informazione serve un meccanismo che la incanali e la indirizzi — nelle cellule attuali è esattamente il macchinario di traduzione, che però è proprio ciò che dobbiamo ancora spiegare. L’energia, da sola, non basta.

9. Il paradosso dell’uovo e della gallina

Abbiamo già incontrato, nella definizione di vita, la circolarità che rende il problema così ostico. Vale la pena formularla con precisione, perché è il nodo attorno a cui ruota tutta la ricerca sull’origine della vita.

Nella cellula vige quello che i biologi chiamano «dogma centrale»: l’informazione fluisce dal DNA all’RNA alle proteine. Il DNA conserva il testo; l’RNA ne fa una copia di lavoro; le proteine vengono costruite leggendo quella copia. Ma il DNA, da solo, non fa nulla: per essere copiato e tradotto ha bisogno di un’infrastruttura di proteine specializzate. E quelle proteine vengono costruite proprio leggendo le istruzioni contenute nel DNA. Chi è venuto prima, dunque — il DNA o le proteine? Senza proteine, il DNA è un archivio illeggibile; senza il DNA, non ci sono istruzioni per costruire le proteine. Per avviare la vita servono entrambi, contemporaneamente, già funzionanti e già coordinati. È il classico paradosso dell’uovo e della gallina, ma con una posta in gioco molto più alta, perché non esiste una versione «semplificata» del sistema che funzioni con uno solo dei due ingredienti.

Questo paradosso non è un dettaglio tecnico: è la ragione per cui le successive grandi teorie sull’origine della vita si sono susseguite e sono fallite l’una dopo l’altra. Le teorie «proteine-prima» hanno ceduto il passo a quelle «DNA-prima», che a loro volta hanno lasciato il campo alle teorie «RNA-prima» — l’ipotesi del cosiddetto mondo a RNA. L’idea, ingegnosa, è che l’RNA possa fare entrambi i mestieri: come il DNA, conserva informazione; come alcune proteine, può catalizzare reazioni (le molecole di RNA con questa capacità si chiamano ribozimi). L’RNA potrebbe così aver risolto il paradosso facendo da solo i due ruoli, prima dell’arrivo di DNA e proteine. È la proposta oggi più diffusa, e la esamineremo in dettaglio in un modulo dedicato. Anticipiamo però la conclusione a cui arriveremo: anche il mondo a RNA non risolve il problema dell’informazione, lo sposta soltanto, perché resta da spiegare come una molecola di RNA correttamente sequenziata sia comparsa in primo luogo.

10. Non lo diciamo solo noi: le ammissioni dei ricercatori

Un principio editoriale di questo sito è non gonfiare gli argomenti e lasciare parlare le fonti. Sull’origine della vita, le ammissioni più franche vengono dagli stessi scienziati che lavorano nel campo, spesso del tutto estranei al dibattito sul disegno intelligente.

Nel 1993, Leslie Orgel e Gerald Joyce — due tra i massimi esperti di chimica prebiotica — scrissero che la comparsa spontanea di molecole di RNA correttamente sequenziate sulla Terra primitiva sarebbe stata «un quasi miracolo». Il biochimico Klaus Dose, riassumendo decenni di sforzi, osservò che la ricerca aveva portato «a una migliore percezione dell’immensità del problema dell’origine della vita, piuttosto che alla sua soluzione», e che le discussioni in questo campo finiscono regolarmente «in una situazione di stallo o in una confessione di ignoranza». Stuart Kauffman, fisico teorico e tra i principali studiosi dei sistemi complessi, è stato ancora più tranciante: «Chiunque vi dica di sapere come è iniziata la vita sulla Terra circa 3,45 miliardi di anni fa è uno sciocco o un furfante. Nessuno lo sa».

Va sottolineato un aspetto: queste non sono dichiarazioni isolate di una sola epoca, ma una costante che attraversa i decenni, e convivono con la proliferazione di teorie concorrenti che si criticano a vicenda — segno che nessuna si è imposta come soluzione condivisa. Non sono voci marginali né dichiarazioni di scettici di parte: sono il riconoscimento, da parte di chi conosce il problema dall’interno, che la narrazione lineare e rassicurante dei manuali divulgativi non corrisponde allo stato reale della ricerca. La distanza tra ciò che spesso si afferma in pubblico e ciò che si ammette tra addetti ai lavori è essa stessa un dato che merita attenzione.

11. Perché è «più difficile di quanto pensiamo»

Possiamo ora rispondere alla domanda contenuta nel titolo. L’origine della vita è più difficile di quanto pensiamo per una ragione precisa: la nostra impressione di facilità nasce da una narrazione semplificata — il brodo, i fulmini, il caso fortunato — che salta sistematicamente gli ostacoli reali.

Riassumendo il cammino: l’atmosfera della Terra primitiva con ogni probabilità non favoriva la formazione dei mattoni; anche quando si formano, sono del tipo sbagliato per via della chiralità; anche con i mattoni giusti, unirli in proteine va contro la chimica dell’acqua e della diluizione; anche con qualche proteina, il salto fino a una cellula integrata — membrana, metabolismo, copia e traduzione tutti insieme — è enorme; e sotto tutto questo resta il problema più radicale, l’origine dell’informazione specificata, con il suo paradosso circolare tra DNA e proteine. Ciascuno di questi ostacoli, preso da solo, è formidabile. Presi insieme, e nel tempo limitato disponibile, descrivono un problema che la scienza, allo stato attuale, non ha risolto.

È importante essere precisi su cosa significa tutto ciò e cosa non significa. Non significa che la ricerca sia inutile o vada interrotta: prosegue, è seria, intelligente, e va seguita con attenzione e rispetto. Non significa nemmeno che una soluzione naturalistica sia impossibile in linea di principio: nessuno può escludere scoperte future. Significa, più modestamente ma anche più onestamente, che la sicurezza con cui talvolta si presenta l’origine della vita come un problema «sostanzialmente risolto» non è giustificata dai dati oggi disponibili.

12. Verso l’inferenza al design

Se il problema centrale dell’origine della vita è l’origine dell’informazione, vale la pena chiedersi quali tipi di causa abbiamo a disposizione per spiegarla. Tradizionalmente se ne considerano tre: il caso, la necessità (cioè le leggi fisico-chimiche) e il progetto (un’intelligenza). Il caso, l’abbiamo visto, è inadeguato per ragioni numeriche. La necessità non se la cava meglio: una legge di natura produce, per definizione, regolarità e ripetizione — il sale cristallizza sempre nello stesso modo — mentre l’informazione biologica è esattamente il contrario, una sequenza irregolare ma specifica, non riducibile a una formula che la generi automaticamente. Una legge che producesse spontaneamente informazione specificata sarebbe quasi una contraddizione in termini.

Resta il progetto. E qui interviene un fatto che attraversa tutto questo sito: nell’esperienza umana, l’unica causa di cui abbiamo conoscenza diretta capace di produrre informazione specificata — sequenze improbabili e funzionali, sistemi di simboli, codici — è l’intelligenza. Curiosamente, lo confermano gli stessi esperimenti sull’origine della vita: ogni volta che, in laboratorio, si ottiene un risultato biologicamente rilevante, è perché un ricercatore intelligente ha selezionato le condizioni, purificato i reagenti, indirizzato il processo. L’informazione utile compare quando c’è una mente all’opera, e tende a zero quando non c’è.

Da qui l’inferenza che esamineremo lungo l’intero Percorso. Non è un argomento dall’ignoranza — «non sappiamo spiegarlo, dunque è progetto». È un argomento dalla conoscenza positiva: sappiamo che cosa, nella nostra esperienza, produce informazione di questo tipo, e inferiamo per analogia la causa più adeguata, esattamente come uno scienziato forense risale da un manufatto al suo artefice. In coerenza con la posizione di questo sito, è bene ribadirlo con franchezza: si tratta di una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non di un dogma e nemmeno di una teoria scientifica in senso stretto. I suoi limiti — non identifica un meccanismo, non descrive il progettista, non è falsificabile nel senso classico — vanno dichiarati apertamente. Per l’inquadramento completo di questa posizione rimandiamo all’articolo fondativo del sito.

Nei prossimi moduli scenderemo nel dettaglio di ogni tappa: il software scritto nella cellula, la chimica prebiotica reale, il mondo a RNA, le membrane, la cellula minima. Ma il quadro d’insieme è già chiaro: l’origine della vita non è la storia semplice che ci hanno raccontato, ed è proprio nella sua difficoltà che si annida la domanda più interessante.

Prossimo Modulo

Nel Modulo 2 — Il codice della vita: c’è un software in ogni tua cellula — entreremo nel cuore informazionale del problema: vedremo in che senso il DNA contiene un vero e proprio codice, come funziona la traduzione da geni a proteine e perché questa natura «digitale» della vita rende il problema dell’origine così resistente alle spiegazioni puramente chimiche.

Per approfondire

• Il DNA: un linguaggio scritto dentro di noi — per la natura informazionale del DNA, base di tutto il ragionamento.
• Perché la principale teoria sull’origine della vita non regge — l’analisi dettagliata dei problemi del mondo a RNA.
• Cos’è il Disegno Intelligente e di cosa parla questo sito — la posizione editoriale e l’inquadramento dell’ID come deduzione logica e filosofica.

Riferimenti

Axe, D. (2016). Undeniable: How Biology Confirms Our Intuition That Life Is Designed. HarperOne.

Behe, M. J. (1996). Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution. Free Press.

Collins, F. S. (2006). The Language of God. Free Press.

Denton, M. (2020). The Miracle of the Cell. Discovery Institute Press.

Kauffman, S. (2008). Reinventing the Sacred. Basic Books.

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.

Orgel, L. E., & Joyce, G. F. (1993). “Prospects for Understanding the Origin of the RNA World.” In The RNA World, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Tan, C. L., & Stadler, R. (2020). The Stairway to Life: An Origin-of-Life Reality Check. Evorevo Books.