Percorso: L’Informazione Biologica
Modulo 1
Prerequisiti:
Guida alla lettura
Disclaimer
1. Introduzione
Immagina di aprire un libro in una lingua sconosciuta. Vedi lettere, parole, frasi. Sai che quelle sequenze di simboli contengono informazioni — istruzioni, storie, calcoli — ma non riesci a leggerle. Ora immagina che quel libro sia scritto non su carta, ma su una molecola lunga circa due metri, avvolta su se stessa migliaia di volte fino a diventare invisibile a occhio nudo, contenuta all’interno di ogni singola cellula del tuo corpo. E che le istruzioni contenute in quel libro dicano esattamente come costruire, manutenere e replicare la cellula stessa.
Non è una metafora eccessiva. È la descrizione letterale di ciò che la biologia molecolare ha scoperto nella seconda metà del XX secolo: il DNA è un sistema di memorizzazione di informazioni scritto in un codice chimico di quattro lettere, e le istruzioni che contiene sono necessarie per costruire ogni forma di vita conosciuta sulla Terra.
Questa scoperta ha avuto conseguenze intellettuali enormi — non solo per la biologia, ma per la filosofia, la cosmologia e la nostra comprensione di cosa significhi «informazione» nel mondo naturale. Questo Percorso le esplora sistematicamente. Cominciamo dall’inizio: cos’è il DNA e come funziona.
2. Dentro ogni cellula: una libreria microscopica
Il corpo umano è composto da circa 37 mila miliardi di cellule. Ogni cellula — a eccezione dei globuli rossi maturi — contiene nel suo nucleo una copia quasi completa del genoma umano. Il genoma è l’insieme delle istruzioni genetiche dell’organismo, scritte in una molecola che si chiama acido desossiribonucleico, abbreviato come DNA.
Per capire cos’è il DNA occorre prima capire com’è fatto. La molecola di DNA ha la forma di una doppia elica — due filamenti intrecciati come una scala a pioli attorcigliata su se stessa. Questa struttura fu chiarita da James Watson e Francis Crick nel 1953, una delle scoperte scientifiche più importanti del XX secolo. Ma la struttura fisica della molecola era solo il primo passo: il vero enigma era capire come quella struttura permettesse di memorizzare e trasmettere informazioni.
La storia di quella scoperta merita una breve ricostruzione, perché aiuta a comprendere quanto faticosamente la scienza sia arrivata a capire la natura informazionale del DNA. Fino ai primi anni Quaranta, la maggior parte dei biologi riteneva che i geni fossero fatti di proteine, non di DNA. Il motivo era semplice: le proteine, costruite da venti amminoacidi diversi, sembravano avere la complessità necessaria per portare l’ereditarietà; il DNA, fatto di soli quattro nucleotidi, sembrava troppo semplice e monotono per quel compito. Un primo colpo a questo pregiudizio venne nel 1944 dall’esperimento di Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty, che lavorando sui batteri della polmonite — gli pneumococchi — isolarono il cosiddetto «principio trasformante» e dimostrarono sperimentalmente che era il DNA, e non le proteine, a trasmettere i tratti ereditari. L’esperimento, pur decisivo, fu inizialmente accolto con scetticismo dalla comunità scientifica, proprio a causa dei pregiudizi diffusi a favore delle proteine. Il dibattito si chiuse definitivamente nel 1952 con un esperimento elegante di Alfred Hershey e Martha Chase. I due ricercatori sfruttarono un virus che infetta i batteri — il batteriofago T2 — e il fatto che il DNA contiene fosforo ma non zolfo, mentre le proteine virali contengono zolfo ma non fosforo. Marcando i due componenti con isotopi radioattivi diversi (Fosforo-32 per il DNA, Zolfo-35 per le proteine) e seguendo dove finisse ciascuno durante l’infezione, dimostrarono inequivocabilmente che era il DNA a entrare nei batteri e a dirigere la riproduzione del virus. Il DNA era, ormai senza dubbi, la molecola dell’ereditarietà.
In parallelo, una figura che spesso viene dimenticata aveva anticipato intuizioni fondamentali molti anni prima. Nel 1944 il fisico austriaco Erwin Schrödinger — uno dei padri della meccanica quantistica — pubblicò un piccolo libro intitolato What is Life? («Che cos’è la vita?»), frutto di una serie di conferenze tenute a Dublino. Schrödinger non conosceva la struttura del DNA, ma ragionò sulla necessità che la sostanza genetica avesse proprietà molto particolari per poter garantire la precisione straordinaria dell’ereditarietà. Propose l’idea di un «cristallo aperiodico» — una struttura ordinata ma non ripetitiva — capace di racchiudere un «codice in miniatura». E scrisse, con parole profetiche, che questa struttura dovrebbe fungere al tempo stesso «da codice di legge e potere esecutivo» — cioè sia come testo di istruzioni sia come meccanismo che le esegue. Il libro di Schrödinger ebbe un’influenza decisiva su molti dei fisici e dei chimici che sarebbero poi entrati in biologia molecolare, incluso lo stesso Francis Crick.
Un altro contributo fondamentale, spesso sottovalutato nel racconto popolare della scoperta, fu quello del biochimico austriaco Erwin Chargaff. Nel 1950, studiando sistematicamente la composizione chimica del DNA di diverse specie, Chargaff fece due osservazioni cruciali. Primo: la proporzione relativa delle quattro basi varia da specie a specie — il che smentiva la precedente «ipotesi tetranucleotidica» di Phoebus Levene, che postulava una struttura ripetitiva monotona, e apriva la porta all’idea che il DNA potesse davvero veicolare informazione variabile. Secondo — e qui sta la regola che porta il suo nome — in ogni campione di DNA le quantità di adenina (A) e timina (T) sono sempre uguali, e così quelle di guanina (G) e citosina (C). La regola di Chargaff, A=T e G=C, sarebbe risultata cruciale per capire come le due eliche si appaiano. Vale la pena riportare un aneddoto storico che illustra come la scoperta del 1953 non sia stata un «eureka» isolato ma il risultato di interazioni anche tese tra personalità forti. Chargaff incontrò Watson e Crick a Cambridge nel 1952 durante un pasto condiviso; rimase sconcertato scoprendo che i due volevano risolvere la struttura del DNA pur non conoscendone né le sue regole quantitative né la precisa chimica delle basi. Ricorderà quell’incontro con sarcasmo: volevano, scrisse, «senza alcuna conoscenza della chimica, inserire il DNA in un’elica». Negli anni successivi Chargaff sarebbe diventato un critico severo di quello che percepiva come il riduzionismo estremo della biologia molecolare, arrivando a scrivere in Il fuoco di Eraclito: «Due nefaste scoperte hanno segnato la mia vita: la fissione dell’atomo e i chiarimenti chimici dei fattori ereditari con la loro conseguente manipolazione… in entrambi i casi ho la sensazione che la scienza abbia superato un limite che avrebbe dovuto temere».
Nel 1952 un altro gigante della chimica, il premio Nobel Linus Pauling del Caltech — lo stesso che l’anno prima aveva risolto la struttura dell’α-elica delle proteine — tentò di risolvere anche il DNA, ma propose un modello sbagliato: una tripla elica con le catene zucchero-fosfato all’interno e le basi rivolte verso l’esterno. Il modello presentava errori chimici evidenti: mettere i fosfati al centro produceva una densità di atomi incompatibile con i dati cristallografici, e le basi all’esterno avrebbero reso la molecola irregolare nel diametro. Watson venne a conoscenza del modello di Pauling tramite una bozza che gli passò Peter Pauling — figlio di Linus, all’epoca studente a Cambridge. Riconoscendone subito gli errori, Watson capì che il tempo stringeva: Pauling se ne sarebbe accorto presto. Questa «corsa» accelerò la ricerca di Watson e Crick.
Il passo decisivo fu la visione della celebre «Foto 51», ottenuta mediante cristallografia a raggi X da Rosalind Franklin al King’s College di Londra. La foto mostrava il caratteristico schema a «croce di Malta» tipico delle strutture elicoidali, con dimensioni chiave — diametro di 20 ångström, passo di 34 ångström per giro — che fornivano i vincoli geometrici decisivi. Watson poté vedere quella foto grazie al collega di Franklin, Maurice Wilkins, senza che Franklin ne fosse informata — un episodio su cui gli storici della scienza hanno molto discusso. Combinando i dati di Franklin con le regole di Chargaff e con l’intuizione che le basi complementari (una purina più grande con una pirimidina più piccola) dovessero appaiarsi all’interno della molecola tra due montanti antiparalleli, Watson e Crick pubblicarono il modello corretto su Nature nell’aprile 1953. Nel 1962 Watson, Crick e Wilkins ricevettero il Premio Nobel per la Medicina. Rosalind Franklin era morta di cancro nel 1958, e non poté essere inclusa — il Premio Nobel non viene conferito alla memoria. Il suo contributo sarebbe stato pienamente riconosciuto solo decenni dopo.
Lungo l’asse interno della doppia elica si trovano quattro molecole chimiche chiamate basi nucleotidiche: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Queste quattro basi sono le «lettere» dell’alfabeto genetico. Si attaccano alla spina dorsale della molecola di DNA come le lettere si attaccano ai righi di una pagina scritta, e la loro sequenza — l’ordine preciso in cui compaiono lungo il filamento — è esattamente ciò che costituisce l’informazione genetica.
Il genoma umano contiene circa tre miliardi di queste «lettere» distribuite su 23 paia di cromosomi. Se si potesse stampare il genoma umano come testo, occuperebbe qualcosa come 800 libri di 500 pagine ciascuno. Tutta questa informazione è compressa in uno spazio microscopico, con una densità di memorizzazione che supera di gran lunga qualsiasi supporto digitale prodotto dall’ingegneria umana.
3. L’ipotesi della sequenza di Crick
Nel 1953 Watson e Crick avevano capito la struttura fisica del DNA. Ma dovettero passare altri cinque anni prima che Francis Crick formulasse l’idea più importante: che la sequenza delle basi nucleotidiche nel DNA funziona come un testo scritto.
Nel 1958 Crick pubblicò quello che viene chiamato «l’ipotesi della sequenza»: le quattro basi nucleotidiche — A, T, G, C — funzionano come le lettere in un testo scritto o i caratteri digitali in un programma per computer. Proprio come le lettere dell’alfabeto possono essere combinate in sequenze diverse per formare parole e frasi di significato diverso, così le basi del DNA possono essere combinate in sequenze diverse per fornire istruzioni diverse alla cellula.
Crick era preciso sulla definizione: «per informazione si intende la precisa determinazione della sequenza, sia delle basi nell’acido nucleico sia dei residui amminoacidici nella proteina.» In altre parole, l’informazione nel DNA non è qualcosa di vago o metaforico. È la sequenza specifica delle basi — l’ordine esatto di A, T, G, C lungo il filamento — e quell’ordine determina le istruzioni operative della cellula.
È interessante osservare che il vocabolario dell’informazione entra in biologia proprio in questi anni, ed è stato oggetto di dibattito. Termini come «codice», «traduzione», «messaggio», «editing», «correzione di errori» erano originariamente termini tecnici della teoria dell’informazione sviluppata da Claude Shannon e applicata alle telecomunicazioni. Alcuni critici hanno sostenuto negli anni che usare questo vocabolario in biologia fosse una semplice metafora, un modo espressivo ma non descrittivo. Altri — Crick stesso in primis, e poi teorici come Hubert Yockey e Sydney Brenner — hanno difeso l’uso di quel vocabolario come descrizione tecnica precisa: il DNA, hanno argomentato, non è «come» un testo codificato, è un testo codificato nel senso formale della teoria dell’informazione. Questa questione — se l’informazione biologica sia una vera informazione o una semplice metafora — tornerà centrale nei Moduli successivi.
Questa intuizione è stata poi confermata da decenni di ricerca. Oggi sappiamo che il DNA contiene istruzioni per costruire le proteine, che le proteine sono le molecole che svolgono la maggior parte delle funzioni nelle cellule, e che la connessione tra sequenza del DNA e struttura delle proteine passa attraverso un sistema di traduzione che si chiama codice genetico — di cui parleremo Nel Modulo 2.
4. Le proteine: le macchine che il DNA costruisce
Per capire perché l’informazione nel DNA è così importante, occorre capire cosa sono le proteine e perché sono essenziali per la vita. Le proteine sono le molecole esecutrici della cellula: sono loro che fanno la maggior parte del lavoro biologico.
Una proteina è una catena di molecole più piccole chiamate amminoacidi. La vita sulla Terra usa venti tipi di amminoacidi come componenti base. Una proteina tipica contiene tra 100 e 1000 di questi amminoacidi, collegati in sequenza come le perle di una collana. La cosa straordinaria è che questa catena, una volta formata, si ripiega spontaneamente in una struttura tridimensionale precisa — e quella struttura tridimensionale determina la funzione della proteina.
La struttura delle proteine si organizza, tecnicamente, su quattro livelli gerarchici, ciascuno dei quali vale la pena chiarire. La struttura primaria è la sequenza lineare degli amminoacidi — l’ordine preciso delle «perle» lungo la collana. La struttura secondaria è il modo in cui tratti locali della catena si ripiegano in motivi geometrici ricorrenti, stabilizzati da legami a idrogeno: i più comuni sono le α-eliche (spirali regolari) e i β-foglietti (tratti paralleli appaiati). La struttura terziaria è il ripiegamento tridimensionale complessivo dell’intera catena — il modo in cui le α-eliche e i β-foglietti si organizzano nello spazio per formare la forma tridimensionale della proteina. La struttura quaternaria, infine, si ha solo in alcune proteine: quando più catene separate si uniscono per formare un complesso funzionale, come avviene nell’emoglobina.
Tre esempi classici aiutano a visualizzare la cosa. L’emoglobina — la proteina dei globuli rossi che trasporta ossigeno nel sangue — è un complesso quaternario formato da quattro subunità: due catene α e due catene β. Una singola mutazione puntuale in una delle catene — un amminoacido sbagliato in una posizione specifica — altera la struttura e produce l’anemia falciforme. La mioglobina — che immagazzina ossigeno nei muscoli — fu la prima proteina di cui si determinò la struttura tridimensionale con cristallografia a raggi X, nel lavoro di John Kendrew che valse il Nobel del 1962 e rivelò, con sorpresa dell’epoca, quanto fosse asimmetrica e irregolare la forma di una proteina ripiegata. L’insulina — l’ormone che regola lo zucchero nel sangue — fu la prima proteina a essere sequenziata completamente, nel lavoro pionieristico di Frederick Sanger (premio Nobel 1958): Sanger dimostrò in modo definitivo che le proteine non hanno struttura periodica o ripetitiva, ma sono «unicamente specificate» — ogni proteina ha una sua sequenza propria, che determina la sua forma e la sua funzione.
Le proteine funzionano come enzimi (catalizzatori che accelerano le reazioni chimiche nella cellula), come motori molecolari (come la miosina che muove i muscoli), come strutture di supporto (come il collagene nei tessuti connettivi), come segnali chimici (come gli ormoni), come recettori (come le molecole che permettono alle cellule di riconoscersi tra loro). In una cellula batterica semplice ci sono circa 2000 tipi di proteine diverse, ognuna con la sua funzione specifica. In una cellula umana ce ne sono decine di migliaia.
Alcuni esempi specifici danno la misura della sofisticazione. La RNA polimerasi, che trascrive il DNA in RNA, è una macchina molecolare composta da oltre tremila amminoacidi, con una precisione di lettura sbalorditiva. L’ATP sintasi, che produce l’energia chimica di cui tutte le cellule vivono, è letteralmente un motore rotativo a dimensioni nanometriche, studiato come esempio di progettazione meccanica di efficienza straordinaria. La kinesina e la miosina sono «motori a passi» che si muovono lungo filamenti citoscheletrici trasportando carichi — la kinesina lungo i microtubuli, la miosina lungo i filamenti di actina nei muscoli. La α-cheratina, costituente di capelli, lana e unghie, è un esempio di proteina strutturale. La complessità e la precisione di ciascuna di queste macchine molecolari sono argomenti a cui torneremo nei Moduli dedicati alle macchine cellulari.
Una domanda tecnica che si pone a questo punto è: come fa una catena lineare di amminoacidi a ripiegarsi nella struttura tridimensionale corretta? La risposta non è affatto banale. Nel 1969 il biofisico Cyrus Levinthal formulò un argomento matematico famoso — il paradosso di Levinthal — per illustrare la difficoltà del problema. Se una proteina dovesse ripiegarsi «cercando a caso» tutte le possibili conformazioni, il numero di configurazioni da esplorare sarebbe astronomico: per una proteina di media lunghezza, il calcolo combinatorio produce numeri dell’ordine di 10300 o oltre. Esplorarle tutte anche alla velocità delle vibrazioni molecolari richiederebbe un tempo incomparabilmente superiore all’età dell’universo. Eppure nella cellula le proteine si ripiegano in microsecondi o millisecondi. La spiegazione moderna parla di «funnel energetici», paesaggi di energia che guidano il ripiegamento lungo traiettorie preferenziali; una rete di proteine ausiliarie chiamate chaperoni molecolari assiste il processo, correggendo errori e prevenendo aggregazioni patologiche. I biologi Peter Tompa e George Rose hanno esteso il calcolo anche al livello dell’intero proteoma: per le proteine di un semplice organismo unicellulare come il lievito il numero di combinazioni possibili di stati di ripiegamento è dell’ordine di 1079.000.000.000, una cifra che supera di gran lunga il numero di particelle elementari nell’universo conosciuto. Il folding, in altre parole, non è un problema risolvibile da una ricerca casuale — e torneremo su questo punto nei Moduli dedicati alla struttura proteica.
La sequenza degli amminoacidi in una proteina — cioè l’ordine preciso in cui compaiono lungo la catena — determina la struttura tridimensionale e quindi la funzione. E quella sequenza è a sua volta determinata dalla sequenza delle basi nel DNA. Il DNA è, in questo senso, il libro di istruzioni che dice alla cellula come costruire ogni proteina di cui ha bisogno.
Come spiega Douglas Axe: «Ogni molecola proteica è costruita collegando gli amminoacidi secondo le istruzioni di sequenza trasportate da un gene. C’è però un trucco per leggere queste istruzioni genetiche. Il DNA è composto da quattro tipi di caratteri uniti in sequenza, mentre le proteine sono costituite da venti amminoacidi uniti in sequenza. È quindi necessario un codice perché le cellule possano tradurre sequenze di quattro in sequenze di venti. La vita ha proprio un codice di questo tipo: il famoso codice genetico.»
5. Il DNA come codice digitale: cosa dissero Gates e Dawkins
La scoperta delle proprietà informative del DNA ha impressionato anche osservatori lontani dal Disegno Intelligente. Alcune delle citazioni più dirette vengono da scienziati e intellettuali che non hanno certo interesse a favorire l’ipotesi del design.
Richard Dawkins — il biologo e divulgatore che è forse il più celebre difensore del darwinismo e critico del design — ha scritto senza esitazioni: «il codice macchina dei geni è simile a quello di un computer.» Il paragone non è retorico: Dawkins stava descrivendo una realtà strutturale della biologia molecolare che ritiene compatibile con l’evoluzione darwiniana, ma che riconosce come intrinsecamente informazionale.
Bill Gates — fondatore di Microsoft e uno dei maggiori esperti mondiali di software — ha scritto nel suo libro The Road Ahead: «Il DNA è come un programma per computer, ma molto più avanzato di qualsiasi software che abbiamo mai scritto.» Gates non stava facendo filosofia: stava riconoscendo la struttura logica della molecola della vita come ingegnere informatico.
Leroy Hood, uno dei pionieri della biotecnologia moderna, descrive le informazioni immagazzinate nel DNA semplicemente come «codice digitale.»
A queste voci si può aggiungere quella dello stesso James Watson, co-scopritore della doppia elica e certamente non sospettabile di simpatie religiose, che ha descritto la scoperta del 1953 come qualcosa che «ha portato la rivoluzione illuministica del pensiero materialista nella cellula», perché — ha aggiunto — «la vita è semplicemente una questione di chimica». Paradossalmente, proprio le frasi con cui Watson intendeva celebrare il trionfo del riduzionismo finiscono per confermare la natura informazionale del DNA: una «questione di chimica» sì, ma una chimica che implementa codici, messaggi, istruzioni. Lo stesso Dawkins, ne Il gene egoista (1976), pur argomentando che «noi, e tutti gli altri animali, siamo macchine create dai nostri geni» — semplici «macchine da sopravvivenza» — non può fare a meno di usare il vocabolario dell’ingegneria: «macchine», «codice», «programma». Il linguaggio tradisce la natura dei fatti descritti.
Queste valutazioni non provengono dai sostenitori del Disegno Intelligente, ma dai loro avversari o da professionisti del tutto indifferenti al dibattito sull’ID. Eppure convergono tutte sulla stessa descrizione: il DNA memorizza informazioni in forma digitale, con una struttura logica analoga a quella del software informatico.
6. Informazione: non solo improbabilità, ma specificità funzionale
A questo punto si pone una domanda importante: cos’è esattamente l’«informazione»? Non è una parola con un significato unico. In biologia, in matematica, in informatica e nel linguaggio comune, il termine è usato in modi diversi. Capire la distinzione è fondamentale per comprendere l’argomento del Disegno Intelligente sull’informazione biologica.
Alla fine degli anni Quaranta, il matematico Claude Shannon del MIT sviluppò una teoria matematica dell’informazione che è ancora oggi alla base delle telecomunicazioni digitali. Shannon definiva la quantità di informazioni trasmessa da un evento come inversamente proporzionale alla sua probabilità: un evento molto improbabile trasmette più informazioni di uno molto probabile. Se lancio una moneta e viene testa, trasmetto un bit di informazione (due possibilità). Se faccio girare una roulette e la pallina cade sul 33, trasmetto molto più informazione (trentotto possibilità).
Il lavoro di Shannon fu pubblicato nel 1948 nel celebre articolo A Mathematical Theory of Communication, apparso sul Bell System Technical Journal. La sua intuizione chiave fu di equiparare la quantità di informazione alla riduzione di incertezza prodotta dalla ricezione di un messaggio. La formula fondamentale, scritta in termini logaritmici, è $I = -log_2 p$: l’informazione (in bit) è il logaritmo in base due dell’inverso della probabilità. Più un evento è improbabile, maggiore è l’informazione che la sua realizzazione trasmette. Questa formulazione ha avuto conseguenze pratiche enormi: è alla base della codifica dei dati, della compressione, della trasmissione digitale, e di tutto ciò che chiamiamo oggi rivoluzione informatica.
Questa teoria è potente e matematicamente precisa, ma Shannon stesso riconobbe un suo limite importante: il suo formalismo non misura se una sequenza di caratteri abbia un significato o svolga una funzione. Considera queste due stringhe:
xkqwzjmnprcvbtyf
Il tempo e la marea non aspettano
Entrambe contengono caratteri, entrambe possono essere improbabili da generare casualmente, entrambe «trasmettono informazione di Shannon.» Ma solo la seconda ha un significato, solo la seconda svolge una funzione comunicativa. La differenza è ciò che viene chiamato «informazione specificata» o «informazione funzionale»: non basta la complessità o l’improbabilità, serve che la sequenza si adatti a un criterio funzionale indipendente — che le lettere formino parole, che le parole formino frasi di senso compiuto, che i codoni del DNA codifichino per amminoacidi che formino proteine funzionali.
Shannon era pienamente consapevole di questo limite. Nel suo articolo originale lo dichiarò esplicitamente: la sua teoria misurava la capacità di trasporto dell’informazione su un canale, non il contenuto o il significato del messaggio trasmesso. Una stringa casuale di caratteri e una poesia possono avere la stessa informazione di Shannon se hanno la stessa improbabilità statistica. La distinzione tra i due casi richiede un concetto che Shannon non forniva. Quel concetto — l’informazione specificata o funzionalmente specificata — è stato sviluppato da vari autori nel corso dei decenni successivi, e sarà centrale in diversi Moduli di questo Percorso. In breve: una sequenza è «specificata» quando corrisponde a un modello funzionale indipendente — quando non basta che sia improbabile, ma deve anche fare qualcosa di preciso. Una sequenza di lettere è specificata se forma un testo leggibile; una sequenza di amminoacidi è specificata se produce una proteina ripiegata e funzionale; una sequenza di basi nucleotidiche è specificata se codifica per proteine che la cellula può usare.
Il DNA contiene informazione in entrambi i sensi: è statisticamente improbabile (informazione di Shannon) ed è specificamente funzionale (informazione specificata). La domanda cruciale è: com’è nata questa informazione specificata? È questa la domanda che percorrerà l’intero Percorso.
7. Una proprietà chimica sorprendente: perché le basi non si attraggono
Per capire perché l’informazione nel DNA è così enigmatica dal punto di vista chimico, occorre esaminare una proprietà strutturale della molecola che ha conseguenze profonde.
La molecola di DNA è tenuta insieme da diversi tipi di legami chimici. Ci sono legami tra le molecole di zucchero e le molecole di fosfato che formano la «spina dorsale» dell’elica. Ci sono legami che fissano le basi nucleotidiche (A, T, G, C) alla spina dorsale. Ma — e questo è il punto cruciale — non ci sono legami chimici tra le basi lungo l’asse longitudinale della molecola, cioè lungo l’asse dove le istruzioni genetiche sono codificate.
Cosa significa in pratica? Significa che le forze chimiche della molecola non determinano la sequenza delle basi. Tutte e quattro le basi — A, T, G, C — si attaccano alla spina dorsale con la stessa facilità, indipendentemente da quale base si trovi accanto. Non c’è nessuna preferenza chimica: ogni base è «accettabile» in ogni posizione. Tutte le sequenze sono chimicamente equivalenti.
Dean Kenyon, il biochimico americano che aveva scritto il testo di riferimento più importante sulla chimica dell’origine della vita (Biochemical Predestination, 1969) e che per molti anni aveva difeso le teorie naturalistiche, si rese conto di questa implicazione con quello che è stato descritto come un effetto «devastante»: se le forze chimiche non determinano la sequenza del DNA, allora l’origine di quella sequenza specifica non può essere spiegata da nessuna proprietà di auto-organizzazione chimica. Le forze chimiche spiegano perché le basi si attaccano alla spina dorsale — ma non spiegano in quale ordine lo fanno. E l’ordine è esattamente dove risiede l’informazione.
Vale la pena entrare in dettaglio sul caso di Kenyon, perché è una delle storie intellettuali più significative nella storia del Disegno Intelligente. Dean Kenyon, biofisico formatosi a Stanford e poi cattedratico alla San Francisco State University, era stato tra gli anni Sessanta e Settanta uno dei più importanti sostenitori dell’ipotesi dell’auto-organizzazione chimica dell’origine della vita. Nel 1969, insieme al collega Gary Steinman, pubblicò Biochemical Predestination — un libro che sarebbe diventato il testo di riferimento del campo per almeno un decennio. La tesi centrale era semplice e affascinante: così come le forze elettrostatiche tra ioni sodio (Na+) e ioni cloro (Cl–) organizzano spontaneamente gli atomi in un cristallo di sale da cucina, in modo del tutto analogo — sostenevano Kenyon e Steinman — affinità chimiche dirette tra amminoacidi e tra nucleotidi potevano aver guidato spontaneamente l’assemblaggio delle prime proteine e dei primi acidi nucleici funzionali. La vita, in questa visione, era letteralmente «predestinata dalla chimica».
Negli anni successivi, però, Kenyon cominciò a dubitare del suo stesso modello. Due ostacoli si rivelarono fatali. Primo: in ogni cellula conosciuta l’informazione viaggia sempre dal DNA alle proteine, e mai viceversa — il che smentiva l’idea che la formazione di proteine funzionali potesse aver preceduto e guidato il sequenziamento del DNA. Secondo — ed è il punto decisivo che abbiamo incontrato in questa sezione — Kenyon si rese conto che le mere forze chimiche non potevano spiegare il sequenziamento delle basi del DNA, proprio perché le quattro basi si legano allo scheletro di zucchero-fosfato con identica facilità e non presentano affinità chimiche che impongano una sequenza piuttosto che un’altra. L’auto-organizzazione chimica, in altre parole, non poteva produrre il tipo di informazione che il DNA contiene.
Questo ripensamento portò Kenyon ad abbandonare le tesi di Biochemical Predestination e a diventare uno dei protagonisti intellettuali del nascente movimento di critica alle teorie naturalistiche. Nel 1984 scrisse la prefazione al libro The Mystery of Life’s Origin di Charles Thaxton, Walter Bradley e Roger Olsen — un’opera seminale che sarebbe poi stata riconosciuta come uno dei testi fondativi della teoria dell’Intelligent Design moderna. Il caso di Kenyon è emblematico di quanto l’evidenza empirica possa spingere uno scienziato onesto a rivedere le proprie posizioni anche quando la revisione comporta un costo intellettuale e accademico significativo.
C’è un altro autore la cui intuizione, formulata ben prima di Kenyon, preparò il terreno teorico a questo genere di ragionamento: il chimico-fisico ungherese Michael Polanyi. In un celebre articolo pubblicato su Science nel 1968, intitolato Life’s Irreducible Structure («La struttura irriducibile della vita»), Polanyi sviluppò un argomento di grande eleganza: le leggi della fisica e della chimica non possono produrre il contenuto informativo del DNA, allo stesso modo in cui la chimica dell’inchiostro e della carta non può spiegare il messaggio scritto in un libro. L’informazione biologica, sosteneva Polanyi, opera come una «condizione al contorno» — un livello superiore di istruzioni che sfrutta le forze chimiche della materia ma trascende le loro necessità. Le leggi chimiche spiegano come l’inchiostro aderisce alla carta, ma non perché le lettere siano disposte a formare una frase sensata; allo stesso modo, le leggi chimiche spiegano come le basi si legano alla spina dorsale del DNA, ma non perché siano disposte a codificare per proteine funzionali. Polanyi concluse che la biologia non è riducibile alla chimica, e che questa irriducibilità è di tipo logico-informazionale, non mistico. L’articolo di Polanyi avrebbe avuto un’influenza profonda su Charles Thaxton e sugli altri autori di The Mystery of Life’s Origin, e attraverso di loro sulla genesi stessa del movimento ID.
Un’analogia illuminante: le lettere magnetiche su una lavagna possono essere combinate e ricombinate in qualsiasi ordine, perché la calamita le attacca alla lavagna indipendentemente da quale lettera sia. Nessuna forza fisica preferisce la sequenza «CIAO» alla sequenza «AOCI». Eppure solo una di quelle sequenze trasmette un messaggio. La stessa cosa vale per le basi del DNA: la chimica spiega come si attaccano, ma non spiega perché siano nell’ordine che porta le istruzioni per costruire una proteina funzionale.
8. La domanda che Darwin non poteva fare
Nel 1859, quando Charles Darwin pubblicò L’Origine delle Specie, la biologia molecolare non esisteva. Il DNA non era stato identificato come portatore dell’informazione genetica. Le cellule erano ancora considerate «protoplasma» relativamente semplice. Darwin affrontò il problema dell’adattamento degli organismi all’ambiente, ma non tentò di spiegare l’origine della prima cellula vivente.
Scriveva Darwin: «Se si potesse dimostrare che esiste un organo complesso che non può essersi formato attraverso numerose successive piccole modificazioni, la mia teoria crollerebbe completamente.» Era una sfida onesta. Ma Darwin non era attrezzato per affrontare la domanda che la biologia molecolare avrebbe posto: com’è nata l’informazione funzionale necessaria per costruire anche la più semplice cellula vivente?
Una cellula batterica primitiva — l’organismo vivente più semplice che si conosca — contiene circa 2000 tipi di proteine, ognuna delle quali richiede una sequenza specifica di amminoacidi per funzionare, e quelle sequenze sono codificate da sequenze specifiche di basi nel DNA. La quantità di informazione funzionale necessaria per una cellula minimamente complessa è stimata nell’ordine delle centinaia di migliaia di bit. Come è nata questa informazione? Da dove viene?
Per tutta la seconda metà del Novecento la risposta naturalistica dominante a questa domanda ha fatto appello sostanzialmente a due ingredienti: tempo e caso. La formulazione più celebre e ottimistica di questa posizione è del biochimico premio Nobel George Wald, che in un articolo del 1954 su Scientific American scrisse una frase diventata paradigmatica: «Il Tempo è di fatto l’eroe del complotto. Il tempo di cui stiamo parlando è dell’ordine di due miliardi di anni. Ciò che consideriamo impossibile dal punto di vista dell’esperienza umana è qui privo di significato. Dato abbastanza tempo, l'”impossibile” diventa possibile, il possibile probabile, il probabile virtualmente certo. Basta aspettare: il tempo stesso compirà miracoli.» Era un’affermazione tanto suggestiva quanto imprecisa. I decenni successivi, con il progresso della biologia molecolare e la quantificazione del problema dell’informazione, hanno mostrato che «abbastanza tempo» non è una risorsa illimitata: l’universo osservabile ha un’età finita (circa 13,8 miliardi di anni), un numero finito di particelle (circa 1080), e una frequenza finita di interazioni possibili. Come vedremo nei Moduli successivi, queste «risorse probabilistiche» totali sono drammaticamente insufficienti per produrre l’informazione funzionale di una singola proteina, per non parlare di un’intera cellula. Lo stesso Wald negli anni successivi avrebbe ridimensionato l’ottimismo della sua formulazione originaria; autori ID come Meyer, Axe e Dembski citano la parabola di Wald proprio come esempio di quanto il calcolo moderno abbia reso obsoleta la fiducia nell’argomento del tempo.
Una formulazione più sofisticata dello stesso ragionamento materialista venne dal biologo premio Nobel Jacques Monod, che nel 1970 pubblicò Il caso e la necessità, uno dei manifesti filosofici più influenti della biologia materialista del Novecento. Per Monod, l’intera biosfera — uomo incluso — poteva essere spiegata unicamente a partire dalle variazioni casuali (il caso) filtrate dalle ferree leggi della fisica (la necessità). Ma Monod, da scienziato lucido, non nascose che la comparsa della vita fosse un evento radicalmente contingente e improbabile — quasi un «cigno nero cosmico», un evento unico e imprevedibile. Scrive Monod: «La biosfera non contiene una classe prevedibile di oggetti o di eventi, ma costituisce un evento particolare, compatibile con i principi primi, ma non deducibile da essi e quindi essenzialmente imprevedibile… imprevedibile per lo stesso motivo, né più né meno, per cui è imprevedibile la particolare configurazione degli atomi che costituiscono questo sassolino che ho in mano.» E ancora, con affermazione ancor più esplicita: «il puro caso, assolutamente libero ma cieco, alla radice stessa dello stupendo edificio dell’evoluzione: questo concetto centrale della biologia moderna… è oggi l’unica ipotesi concepibile.» La conclusione etica che Monod traeva era altrettanto radicale: l’uomo «deve capire di essere un mero accidente» in un universo che non lo aspettava.
Questa domanda — l’origine dell’informazione biologica — è quella che i ricercatori del Disegno Intelligente considerano la sfida più profonda per le spiegazioni naturalistiche dell’origine della vita. Il naturalismo — va ricordato — non è una scoperta scientifica ma una posizione filosofica adottata prima dell’indagine: l’assunzione che solo cause naturali, non guidate, possano essere invocate come spiegazioni. Questa assunzione è metodologicamente utile, ma non va confusa con una conclusione derivante dai dati. La domanda sull’origine dell’informazione biologica mette alla prova questa assunzione più di qualsiasi altra, perché nella nostra esperienza uniforme l’informazione complessa specificata — codici, programmi, istruzioni funzionali — ha sempre e solo una fonte nota: una mente intelligente.
Nelle prossime Moduli esploreremo come funziona il codice genetico, cosa significa «complessità specificata», perché i tentativi chimici di spiegare l’origine spontanea dell’informazione incontrano barriere matematiche serie, e perché l’inferenza a una causa intelligente appare — nella prospettiva adottata da questo sito — come una deduzione logica e filosofica solida, basata su evidenze empiriche e sul ragionamento abduttivo.
9. Crick e la sua ammissione più onesta
Vale la pena concludere questo Modulo introduttiva con le parole di Francis Crick — lo scienziato che, con Watson, scoprì la struttura del DNA nel 1953 e che sviluppò poi l’ipotesi della sequenza. Crick era un materialista convinto, un ateo che non aveva simpatia per alcuna forma di teismo o di disegno intelligente. Eppure nel 1981 scrisse in Life Itself questa frase, citata spesso ma non sempre nel contesto giusto:
«Un uomo onesto, armato di tutte le conoscenze di cui disponiamo ora, potrebbe solo affermare che, in un certo senso, l’origine della vita appare al momento quasi un miracolo, tante sono le condizioni che avrebbero dovuto essere soddisfatte per farla partire.»
Il termine «miracolo» non viene usato da Crick in senso teologico — lo stesso Crick lo precisa. Ma la frase riflette la sua valutazione onesta della difficoltà del problema. Non stava cedendo a suggestioni religiose: stava descrivendo, da scienziato materialista che aveva dedicato la vita a capire la molecola della vita, quanto fosse straordinariamente improbabile che quella molecola si fosse assemblata spontaneamente.
Ma la parte più interessante della riflessione di Crick è la soluzione che propose per uscire dal vicolo cieco. Se la vita era davvero «quasi un miracolo» sulla Terra, e se Crick non voleva ammettere alcuna causa non naturale, serviva una via d’uscita naturalistica alternativa. Crick la trovò — ed è forse la parte più dimenticata della sua opera — in un’ipotesi che oggi sembra quasi paradossale. Già nel 1973, in un articolo pubblicato sulla rivista Icarus insieme al chimico Leslie Orgel, e poi in modo più articolato in Life Itself, Crick propose la cosiddetta panspermia diretta: la teoria secondo cui la vita sulla Terra non sarebbe nata qui, ma sarebbe stata deliberatamente trasmessa dalla Terra da esseri intelligenti proveniente da un altro pianeta, a bordo di navicelle spaziali. Crick scriveva: «Sembra ormai improbabile che organismi viventi extraterrestri abbiano potuto raggiungere la Terra come spore spinte dalla pressione delle radiazioni di un’altra stella o come organismi viventi incorporati in un meteorite. In alternativa a questi meccanismi ottocenteschi, abbiamo considerato la Panspermia Diretta, la teoria secondo cui gli organismi sono stati deliberatamente trasmessi alla Terra da esseri intelligenti su un altro pianeta.»
La panspermia classica — l’idea che la vita sia arrivata sulla Terra su meteoriti o spore dallo spazio — era stata scartata da Crick perché i microbi non avrebbero potuto sopravvivere alle radiazioni e alle temperature dello spazio profondo. La sua soluzione fu quindi intenzionale: una civiltà aliena avanzata aveva progettato i primi organismi viventi e li aveva intenzionalmente seminati sul nostro pianeta. È una posizione teorica degna di nota — soprattutto perché mostra come Crick fosse disposto a postulare un intervento intelligente (ancorché alieno) pur di non rinunciare a una spiegazione naturalistica per l’origine della vita. In un certo senso, Crick stesso riconosceva implicitamente che l’informazione biologica sembrava richiedere una fonte intelligente; solo, preferiva situarla altrove nel cosmo piuttosto che abbandonare il paradigma materialistico.
Altri scienziati materialisti hanno espresso valutazioni simili, anche se meno spettacolari. Il fisico e divulgatore Paul Davies, che non è un sostenitore dell’ID ma un critico lucido del riduzionismo estremo, in The Fifth Miracle (1999) scrisse che «gli organismi viventi sono misteriosi non per la loro complessità in sé, ma per la loro complessità strettamente specificata». La formula è quasi identica al vocabolario dell’ID, e non a caso: Davies sta riconoscendo che il problema dell’origine della vita non è un problema di quantità di complessità (quella può anche emergere da processi fisici ordinari), ma di qualità della complessità — cioè di specificità funzionale. Davies concludeva che «i veri progressi nel mistero della biogenesi saranno fatti, credo, non attraverso la chimica esotica, ma da qualcosa di concettualmente nuovo», suggerendo che la soluzione richiederà idee radicalmente diverse da quelle oggi disponibili — forse principi quantistici, forse qualcosa di ancora inimmaginato.
La domanda che Crick lasciava aperta — com’è avvenuto davvero, se non per miracolo e se non per caso? — è precisamente la domanda che il Disegno Intelligente affronta con l’inferenza alla causa intelligente. I Moduli successivi esamineranno questa risposta nel dettaglio.
10. L’inferenza al design: una deduzione, non un dogma
È utile, a questo punto, esplicitare il tipo di ragionamento che questo Percorso intende sviluppare — perché è esattamente il ragionamento che il Disegno Intelligente rivendica come proprio metodo.
Quando osserviamo il DNA come sistema di memorizzazione di informazioni funzionalmente specificate, non stiamo invocando un progettista come «tappabuchi» per coprire la nostra ignoranza. Al contrario: ciò che abbiamo è una quantità crescente di conoscenza positiva. Sappiamo che la sequenza delle basi non è determinata da affinità chimiche; sappiamo che il DNA memorizza informazione in forma digitale; sappiamo che l’informazione specificata non si riduce alla complessità statistica di Shannon; sappiamo — nella nostra esperienza uniforme e ripetuta — che solo le menti intelligenti producono regolarmente questo genere di informazione. Ognuna di queste è una conquista scientifica degli ultimi decenni, non un’area di oscurità. L’inferenza al design non riempie uno spazio vuoto — si appoggia su ciò che la biologia molecolare ha effettivamente scoperto.
La critica del God of the Gaps («Dio tappabuchi») merita di essere presa sul serio. La sua formulazione classica, attribuita al teologo Dietrich Bonhoeffer, è netta: è sbagliato «usare Dio come un ripiego per l’incompletezza della nostra conoscenza»; bisogna «trovare Dio in ciò che sappiamo, non in ciò che non sappiamo». Un argomento a favore di una causa intelligente non può avere la forma: «non sappiamo come spiegare X naturalmente, quindi lo ha fatto un progettista». Un argomento corretto deve avere la forma opposta: sappiamo empiricamente, per esperienza diffusa e ripetuta, che un certo tipo di effetto — l’informazione complessa specificata, i codici simbolici, i sistemi convenzionali integrati — è regolarmente prodotto da intelligenza e non è mai stato osservato prodursi senza di essa; di conseguenza, quando riscontriamo quell’effetto in un sistema di origine sconosciuta, l’intelligenza è la spiegazione meglio confermata. È un argomento basato sulla conoscenza di ciò che certe cause producono, non sull’ignoranza di spiegazioni alternative. È il tipo di ragionamento che il filosofo e logico americano Charles Sanders Peirce chiamò inferenza abduttiva — inferenza alla miglior spiegazione — e che costituisce il nucleo metodologico delle scienze storiche e forensi.
Le analogie sono istruttive. L’archeologia distingue manufatti intenzionali (una punta di freccia, un’iscrizione sulla stele di Rosetta) da formazioni naturali (un sasso eroso dal vento) proprio in base a questo tipo di ragionamento: certe configurazioni di materia portano la firma di un agente intelligente e non sono spiegabili con processi non guidati. La criminologia forense distingue morti accidentali da omicidi intenzionali applicando la stessa logica. Il programma SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) — un’impresa scientifica interamente condotta in ambienti accademici secolari e finanziata, in certi periodi, con fondi pubblici — cerca nei segnali radio provenienti dallo spazio pattern non casuali che contengano informazione specificata, assumendo esplicitamente che tali pattern siano la firma inequivocabile di un’intelligenza aliena. In tutti questi casi il ragionamento è strutturalmente identico a quello che l’ID applica all’informazione biologica. Se il ragionamento è legittimo quando cerchiamo tracce di intelligenza umana antica o di intelligenza extraterrestre ipotetica, non si capisce perché dovrebbe diventare illegittimo quando lo applichiamo alla cellula vivente.
Va riconosciuto apertamente un limite importante: il progettista postulato dall’ID non è osservabile con i metodi della scienza sperimentale. Non possiamo ripeterlo in laboratorio, non possiamo farne analisi spettrali, non possiamo caratterizzarlo con misure strumentali. Meyer, Dembski, Behe lo dicono senza ambiguità: l’ID rileva gli effetti di una causa intelligente — l’informazione complessa specificata, la complessità irriducibile delle macchine molecolari — ma non pretende di identificare l’identità, la natura o il momento esatto dell’azione del progettista. Come ha scritto Meyer, «non abbiamo abbastanza prove o informazioni per rispondere alle domande su cosa sia successo esattamente, anche se possiamo stabilire dagli indizi lasciati che un progettista intelligente ha avuto un ruolo causale». Behe aggiunge che il passo ulteriore di identificare il progettista con il Dio trascendente delle tradizioni religiose richiede «argomentazioni non scientifiche, di natura filosofica e teologica». Questo vincolo rende l’ID — nella formulazione onesta che questo sito adotta — una deduzione logica, filosofica e metafisica basata su dati scientifici, non una teoria scientifica in senso stretto. Ma «non scientifico in senso stretto» non significa «non conoscenza». La filosofia e la metafisica sono discipline millenarie che indagano la realtà con rigore, e una conclusione ragionata sulla base di dati empirici resta ragionata anche quando esce dal perimetro stretto della scienza sperimentale. Questo è anche il punto su cui l’ID si distingue chiaramente dal creazionismo biblico: non si basa su premesse religiose, non dipende da interpretazioni letterali della Genesi, è compatibile con l’età geologica antica della Terra e persino con forme di discendenza comune.
C’è poi un punto di onestà metodologica che tocca direttamente il dibattito pubblico sull’ID. Le teorie naturaliste oggi accettate nel mainstream scientifico — l’ipotesi del multiverso, la teoria delle stringhe, gli scenari completi dell’abiogenesi, diversi tratti della macroevoluzione profonda — condividono con l’ID problemi strutturali di verificabilità sperimentale. Il multiverso non è falsificabile nel senso popperiano classico e postula l’esistenza di innumerevoli universi inosservabili per spiegare la sintonizzazione fine delle leggi fisiche; la teoria delle stringhe, dopo decenni di sviluppo, non ha prodotto predizioni sperimentali distintive; gli scenari sull’origine della vita restano, come gli stessi Eugene Koonin e Artem Novozhilov hanno ammesso, al di là persino della «seria pianificazione sperimentale». Eppure queste teorie sono considerate parte del dibattito scientifico legittimo. L’ID viene invece spesso squalificato sulla base di criteri che, se applicati in modo coerente, escluderebbero anche tali ipotesi. Questo è il doppio standard che la posizione editoriale di disegnointelligente.it denuncia: non perché si voglia livellare al ribasso, ma perché la coerenza epistemologica è un requisito fondamentale dell’onestà intellettuale. Il filosofo ateo Thomas Nagel, nel suo libro Mind and Cosmos (2012), ha espresso la stessa preoccupazione in termini più generali, definendo «quasi certamente falsa» la concezione neo-darwiniana e riduzionista della natura perché fallisce nel rendere intelligibile l’esistenza di menti razionali.
Qui sta anche un punto filosofico importante da chiarire: il naturalismo metodologico — l’idea che la scienza debba limitarsi a invocare solo cause materiali non guidate — non coincide con il naturalismo filosofico — la visione secondo cui il cosmo materiale è tutto ciò che esiste. Il primo è una regola metodologica operativa, il secondo è una metafisica. I due vengono spesso confusi, ma distinguerli è cruciale. L’espressione «naturalismo metodologico» fu introdotta da Paul de Vries nel 1986 proprio per tenere separata la pratica della scienza dalla posizione filosofica sul reale. Gli autori dell’ID — Meyer, J.P. Moreland, Alvin Plantinga — hanno argomentato che il naturalismo metodologico è un’aggiunta filosofica storicamente contingente, non una caratteristica necessaria del metodo scientifico. Plantinga, nel suo Where the Conflict Really Lies (2011), sostiene che «il vero conflitto non si situa tra scienza e religione, ma tra la scienza e il naturalismo filosofico». Quando i dati empirici puntano verso una causa che il naturalismo metodologico esclude a priori, il problema potrebbe essere nella regola, non nei dati.
In sintesi: nei Moduli successivi vedremo che la cellula presenta caratteristiche — informazione funzionalmente specificata in quantità astronomiche, codici convenzionali, macchine molecolari irriducibilmente complesse — che nella nostra esperienza sono associate esclusivamente a sistemi progettati. Proiettare da queste evidenze un’inferenza a una causa intelligente non è un atto di fede, né un ripiego di ignoranza: è il tipo di ragionamento che una mente razionale applica quando confronta spiegazioni alternative e sceglie quella che si adatta meglio ai dati disponibili. È, precisamente, una deduzione, non un dogma.
Prossimo Modulo
Nel Modulo 2 esamineremo il codice genetico — il sistema di traduzione che converte le sequenze di quattro basi del DNA in sequenze di venti amminoacidi delle proteine. Scopriremo perché questo codice ha proprietà sorprendenti — tra cui l’ottimizzazione contro gli errori — e perché la sua origine pone una sfida particolarmente acuta alle spiegazioni naturalistiche.
Concetti chiave
- Il DNA è un sistema di memorizzazione di informazione digitale a quattro lettere (A, T, G, C) la cui scoperta (Watson-Crick-Franklin, 1953) è stata il culmine di un lungo percorso in cui hanno contato anche Schrödinger, Avery, Chargaff e Hershey-Chase.
- Le proteine — costruite da sequenze di venti amminoacidi e organizzate in quattro livelli strutturali — sono le macchine esecutrici della cellula; la loro sequenza è direttamente determinata dal DNA, e il loro ripiegamento (il folding) è di precisione tale da porre problemi matematici rilevanti (paradosso di Levinthal).
- Le forze chimiche non determinano la sequenza delle basi del DNA: la sequenza è chimicamente arbitraria, come riconobbe Dean Kenyon abbandonando la propria tesi del 1969 sulla “predestinazione biochimica”; Michael Polanyi aveva già dimostrato nel 1968 l’irriducibilità logica dell’informazione biologica alla chimica.
- L’informazione nel DNA non è solo improbabilità statistica (Shannon, 1948) ma informazione funzionalmente specificata — cioè adeguata a un criterio funzionale indipendente, come una frase sensata rispetto a una stringa casuale.
- L’inferenza al design è un ragionamento abduttivo (Peirce) basato su conoscenza positiva — sappiamo empiricamente cosa produce informazione complessa specificata — non un argomento dall’ignoranza; applicarla alla cellula è strutturalmente identico ad applicarla in archeologia, criminologia forense o SETI.
Per approfondire
- Il codice genetico è un software che nessuno ha programmato? — dal linguaggio al codice vero e proprio.
- La complessità specificata — il criterio per distinguere informazione da rumore.
- L’enigma dell’origine dell’informazione biologica — perché il caso non basta a scrivere il testo.
- Il genoma come sistema gerarchico — l’informazione che sta oltre la sequenza.
- Il codice della vita — lo stesso tema visto dal Percorso sull’origine della vita.
Riferimenti
Avery, O. T., MacLeod, C. M., e McCarty, M. (1944). “Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types.” Journal of Experimental Medicine, 79(2), 137–158.
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.
Chargaff, E. (1950). “Chemical Specificity of Nucleic Acids and Mechanism of Their Enzymatic Degradation.” Experientia, 6(6), 201–209.
Chargaff, E. (1978). Heraclitean Fire: Sketches from a Life before Nature. Rockefeller University Press.
Crick, F. H. C. (1958). “On Protein Synthesis.” Symposia of the Society for Experimental Biology, 12, 138–163.
Crick, F. H. C. (1981). Life Itself: Its Origin and Nature. Simon & Schuster.
Crick, F. H. C., e Orgel, L. E. (1973). “Directed Panspermia.” Icarus, 19(3), 341–346.
Davies, P. (1999). The Fifth Miracle: The Search for the Origin and Meaning of Life. Simon & Schuster.
Dawkins, R. (1976). The Selfish Gene. Oxford University Press.
Dawkins, R. (1995). River Out of Eden: A Darwinian View of Life. Basic Books.
Dembski, W. A. (1998). The Design Inference: Eliminating Chance through Small Probabilities. Cambridge University Press.
Gates, B. (1995). The Road Ahead. Viking Penguin. [Edizione italiana: La strada che porta a domani. Mondadori, 1996.]
Hershey, A. D., e Chase, M. (1952). “Independent Functions of Viral Protein and Nucleic Acid in Growth of Bacteriophage.” Journal of General Physiology, 36(1), 39–56.
Hood, L., e Galas, D. (2003). “The digital code of DNA.” Nature, 421, 444–448. DOI: 10.1038/nature01410.
Kenyon, D. H., e Steinman, G. (1969). Biochemical Predestination. McGraw-Hill.
Levinthal, C. (1969). “How to Fold Graciously.” In Mossbauer Spectroscopy in Biological Systems, University of Illinois 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: Three Scientific Discoveries That Reveal the Mind Behind the Universe. HarperOne.
Monod, J. (1970). Le hasard et la nécessité. Éditions du Seuil. [Edizione italiana: Il caso e la necessità. Mondadori, 1971.]
Nagel, T. (2012). Mind and Cosmos: Why the Materialist Neo-Darwinian Conception of Nature Is Almost Certainly False. Oxford University Press.
Plantinga, A. (2011). Where the Conflict Really Lies: Science, Religion, and Naturalism. Oxford University Press.
Polanyi, M. (1968). “Life’s Irreducible Structure.” Science, 160(3834), 1308–1312.
Schrödinger, E. (1944). What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell. Cambridge University Press.
Shannon, C. E. (1948). “A Mathematical Theory of Communication.” Bell System Technical Journal, 27, 379–423 e 623–656.
Thaxton, C. B., Bradley, W. L., e Olsen, R. L. (1984). The Mystery of Life’s Origin: Reassessing Current Theories. Philosophical Library.
Wald, G. (1954). “The Origin of Life.” Scientific American, 191(2), 44–53.
Watson, J. D., e Crick, F. H. C. (1953). “Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid.” Nature, 171, 737–738. DOI: 10.1038/171737a0.
