Vita: una complessa definizione

Il concetto di vita è sempre stato uno di quelli più complessi da enunciare; darne una definizione accurata è come dare la definizione esatta di energia, una cosa pressoché impossibile.

Energia

Possiamo dire che l’energia è infatti una grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema fisico di compiere lavoro, a prescindere dal fatto che tale lavoro sia o meno possibile. Possiamo definirla anche come la forza per lo spostamento, o in funzione del tipo di energia analizzato in altri numerosi modi, energia chimica, energia cinetica, potenziale, elettrica, nucleare, etc.

Cos’è quindi l’energia? È semplicemente una equazione matematica? Un mattone quando ti cade su un piede compie un lavoro e ti fa male. Le equazioni essendo degli astrattismi non dovrebbero far male. Analogamente a quanto possiamo affermare sul concetto di energia possiamo concludere che alcune definizioni sono particolarmente complesse. Nel nostro caso quella di vita è forse la più complessa di tutte. 

Il paradosso nello studio della vita

Fin dall’antichità numerosi pensatori si sono dibattuti su quale fosse la vera definizione di questa parola. Non solo biologi hanno tentato di darne una chiara ed esaustiva visione, ma anche filosofi, matematici, fisici, e quant’altro. Paradossalmente, spesso i biologi si interrogano meno rispetto ad altri scienziati sul significato e sul cosa la vita sia effettivamente.

Si limitano a studiarla nei suoi aspetti più reconditi senza chiedersi cosa effettivamente sia. Io stesso da biologo spesso ricado in questa categoria, ma appena il pensiero cade sul suo significato la mente inizia a vagare tra gli eoni cosmici alla ricerca di una soluzione. Al fine di definire il termine “vita” durante il corso dei secoli sono stati proposti numerosi modelli per definire il concetto filosofico e scientifico di essere vivente.

La difficile questione

Secondo Aristotele nel 350 a.C. la vita è definita come “un corpo che si nutre e poi declina in un tempo definito”. Una definizione decisamente macroscopica, valida, ma tuttavia generica. Passano più di due millenni in cui i grandi pensatori si confrontano e nel 1894 arriva Engels (filosofo e sociologo tedesco) che la definisce come “l’esistenza di forme strutturali proteiche con componenti chimiche rinnovabili”. I progressi scientifici dell’epoca non comprendono ancora la centralità degli acidi nucleici e del DNA nella fisiologia cellulare.

Nel 1944 Schrodinger (grandissimo fisico austriaco padre della meccanica quantistica), aggiunge il concetto di “leggi che ordinano la materia” e definisce la vita come “entità ordinate e materia sottoposta ad un ordine esistente che le mantiene ad uno stato stazionario”.

Pochi anni dopo, nel 1949, Von Neumann (matematico, fisico e informatico ungherese), con la sua fine mente calcolatrice, e anche un po’ visionaria, definisce gli organismi viventi come “semplici automi in grado di replicarsi”. Passano quasi quaranta anni e nel 1986, Maynard-Smith (biologo e genetista inglese) dichiara che gli organismi pensanti sono “entità con proprietà di moltiplicazione, variazione ed eredità”.

In epoca piu’ recente

Nel 1994 Gerald Joyce (ricercatore della NASA) definisce la vita come un “sistema auto-sostenibile capace di sottoporsi all’evoluzione Darwiniana”. Questa pare essere una definizione abbastanza soddisfacente, una critica può tuttavia essere mossa nei confronti del termine “auto-sostenibile”. Un organismo è realmente in grado di sostenere un processo autonomo di flusso energetico?

Gli animali come noi li conosciamo si alimentano dall’esterno nutrendosi di piante o di altri animali, le piante, viste in senso lato, si alimentano principalmente con il Sole, alcuni parassiti, dipendono fortemente dall’organismo in cui si trovano e via dicendo. Utilizzando strettamente questa definizione si rischia di considerare non-vivi molti organismi che altresì lo sono.

Passano ancora alcuni anni e nel 2004 Ruiz Mirazo propone una nuova definizione “la vita è un sistema autonomo con capacità evolutiva open-ended”, simile a quella precedente gli si possono porre all’incirca le stesse critiche. Dal 2009 in poi, la comunità scientifica sceglie una definizione abbastanza unanime adottata anche oggi dalla NASA nei suoi progetti di esplorazione spaziale; “la vita è caratterizzata da materia organizzata che è capace di sottostare alla riproduzione e alla selezione naturale”.

Una possibile soluzione

In questo dibattito che dura da millenni, nel 2002 Daniel E. Koshland Jr. tenta di chiudere la questione riguardo le possibili caratteristiche che un organismo deve possedere per essere considerato vivo pubblicando sulla nota rivista “Science” un articolo nel quale elenca sette possibili prerequisiti che un ente fisico necessita per entrare nel cerchio della vita. Al fine di rendere tutto più chiaro il Signor Koshland si immagina che ci siano sette pilastri fondamentali che sorreggono la volta di un tempio greco a quale da il nome di “Tempio di PICERAS”.

I pilastri della vita

Il primo pilastro (P), corrisponde al termine “programma”, un’entità definita viva deve essere caratterizzata da qualcosa che ne renda stabile la morfologia, il comportamento e la fisiologia. È necessario un programma che possa trasmettere l’informazione genetica (acidi nucleici) per il corretto funzionamento di tutto l’organismo.

Il secondo pilastro (I), corrisponde al termine “improvvisazione”, una forma di vita deve possedere un programma in grado di improvvisare in funzione dell’ambiente e delle condizioni esterne senza in prima istanza adattarsi, il concetto di adattamento viene dopo l’improvvisazione.

Il terzo pilastro (C), corrisponde al termine “compartimentalizzazione”. La Vita, per avere origine, deve svilupparsi in spazi delimitati. Oggi, possiamo osservare la cellula, la quale è un compartimento delimitato dalla membrana plasmatica. Questa pare tuttavia solo un punto di arrivo, il punto di partenza è stato probabilmente nelle rocce porose degli stadi giovanili della Terra.

Il quarto pilastro (E) è l’energia. Ogni organismo vivente necessita di mantenere un flusso di energia che corrisponde al suo metabolismo.

Il quinto pilastro (R), corrisponde al termine “rigenerazione”. Il programma di un essere vivente deve essere in grado di ripararsi poiché sottoposto ad usura. Da questo concetto si deriva quello di riproduzione e di duplicazione.

Il sesto pilastro (A) corrisponde al termine “adattamento”. Qui, entra in gioco il processo evolutivo, il programma diventa variabile grazie all’improvvisazione, la quale da origine all’adattamento. Un organismo si adatta all’ambiente in cui si trova nel miglior modo possibile.

Il settimo ed ultimo pilastro (S) non trova una traduzione in italiano, ma può essere descritto come “seclusion”. È un concetto complesso che si può riassumere nel fatto che nei sistemi viventi esistono delle reti di processi che sono sempre rispettate nella loro direzionalità. Da A si arriva a C passando per B, con una certa e discreta dose di elasticità. Mai, se non in tempi consoni all’evoluzione, si passa da A a C partendo da B.

Conclusioni e riflessioni

Se un ente possiede tutte queste caratteristiche, con una buona approssimazione può essere considerato vivo per la maggior parte della comunità scientifica. Queste qualità elencate non definiscono il concetto di vita, ma solo le caratteristiche necessarie per poterne fare parte.

Ad oggi, la definizione della NASA è quella utilizzata dal mondo scientifico sia per definire la vita sulla Terra, sia per definirla altrove. In astrobiologia questa definizione viene leggermente allargata in modo da comprendere anche tutti quegli enti possibili basati su caratteristiche completamente diverse da quelle a cui siamo normalmente abituati.

Bibliografia:

1. The Seven Pillars of Life. Daniel E. Koshland Jr. Science 22 Mar 2002 : 2215-2216;
2. NASA.gov;
3. Tsokolov, Serhiy A. (May 2009). “Why Is the Definition of Life So Elusive? Epistemological Considerations”. Astrobiology. 9 (4): 401–12;
4. McKay, Chris P. (14 September 2004). “What Is Life—and How Do We Search for It in Other Worlds?”. PLOS Biology. 2 (9): 302;
5. McKay, Chris (18 September 2014). “What is life? It’s a Tricky, Often Confusing Question”. Astrobiology Magazine;
6. Nealson, K.H.; Conrad, P.G. (December 1999). “Life: past, present and future”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B. 354 (1392): 1923–39;
7. Jeuken M (1975). “The biological and philosophical defitions of life”. Acta Biotheoretica. 24 (1–2): 14–21.

Fonti Immagini

• Figura 1 – Scuola di Atene, Raffaello Sanzio 1509. Palazzo Apostolico, Roma – Stanza della Segnatura. https://it.wikipedia.org/wiki/File:Scuola_di_atene_01.jpg
• Immagine in evidenza – The Seven Pillars of Life. Daniel E. Koshland Jr. Science 22 Mar 2002 : 2215-2216;

Versione in Inglese disponibile cliccando qui.