Da dove veniamo? E dove andiamo? Queste due domande fanno parte della stessa storia. Quindi cominciamo dal principio…dai primordi. Se non vogliamo scomodare la religione e Dio e affidarci alla scienza, il nostro viaggio comincia molto tempo fa…più di quattro miliardi di anni prima di Cristo…alla deriva nel brodo primordiale. Immaginate un oceano che ribolle, dove isole vulcaniche eruttano lava e lapilli in un’atmosfera tempestosa.
E’ da qui che è cominciata la vita? Una reazione spontanea in un mare ribollente di componenti chimiche? O è stato forse un batterio su un meteorite dallo spazio? Purtroppo non ci è dato saperlo. Sappiamo solo ciò che è successo dopo, quando è comparsa la prima forma di vita. C’è stata l’evoluzione.
Ma qual’è stata la primissima scintilla di vita? In realtà non abbiamo idea di come le primissime forme di vita si siano materializzate da un mare di componenti chimiche inorganiche. Darwin ha dimostrato che la vita ha continuato ad evolversi, ma non è riuscito a capire come sia cominciato il processo, quale sia stata la “causa prima” (questa è l’espressione usata da Darwin per descrivere questo sfuggente momento della creazione). In altre parole, la teoria di Darwin descrive la sopravvivenza del più adatto, ma non il suo arrivo.
Quindi come è arrivata la vita sulla Terra? In altre parole da dove veniamo?
L’origine della vita è un mistero profondo fin dai giorni delle prime storie sulla Creazione. Per millenni, filosofi e scienziati hanno cercato qualche prova di questo primissimo istante di vita. Negli anni Cinquanta due ricercatori, i chimici Miller e Urey,
hanno condotto un audace esperimento che speravano potesse svelare proprio come avesse avuto inizio la vita. Il leggendario tentativo, che da allora era passato alla storia come “l’esperimento di Miller-Urey”, era fallito, ma i loro sforzi avevano ricevuto il plauso di tutto il mondo. Questi due scienziati avevano cercato di ricreare le condizioni presenti agli albori della creazione della Terra: un pianeta torrido sommerso da un oceano agitato e senza vita di componenti chimiche ribollenti, “il brodo primordiale“. Dopo aver riprodotto le componenti chimiche che esistevano negli oceani e nell’atmosfera delle origini (vapore acqueo, metano, ammoniaca e idrogeno), Miller e Urey avevano riscaldato l’intruglio per simulare i mari in ebollizione. Poi lo avevano sottoposto a scariche elettriche continue per imitare i lampi. Infine, avevano lasciato raffreddare la miscela, proprio com’era successo agli oceani del pianeta. Il loro obiettivo era semplice: stimolare la scintilla della vita in un mare primordiale inanimato; simulare la Creazione usando solo la scienza.
Miller e Urey avevano studiato la miscela nella speranza che nell’intruglio ricco di componenti chimiche si potessero formare i microorganismi primitivi: un processo noto come “abiogenesi“, che non si era mai riuscito a dimostrare. Purtroppo i loro tentativi di “creare la vita” partendo dalla materia inanimata erano falliti, ed erano rimasti solo con una collezione di fiale di vetro inerti che ora languivano in un armadio buio nell’università della California a San Diego. Ancora oggi i creazionisti citano il fallimento dell’esperimento Miller-Urey come la prova scientifica che la vita non sia potuta apparire sulla Terra senza l’intervento di Dio. L’esperimento di Miller-Urey è un esempio di modellazione primitiva per simulare le complesse interazioni chimiche avvenute sulla Terra delle origini. Ovviamente, questo esperimento ha fatto aggrottare la fronte a molti. Le conseguenze potevano essere sconvolgenti, specialmente per il mondo religioso. Se la vita fosse magicamente apparsa dentro quella provetta, avremmo avuto la conferma definitiva che le reazioni chimiche sono sufficienti, da sole, a creare la vita. Non avremmo avuto più bisogno di un essere soprannaturale che, dall’alto dei cieli, ci conceda la scintilla della creazione. Avremmo capito che la vita semplicemente è apparsa…come una conseguenza inevitabile delle leggi della natura. Cosa ancora più importante, avremmo concluso che, poiché la vita è comparsa spontaneamente qui sulla Terra, quasi di sicuro è successo lo stesso in qualche altra parte del cosmo e quindi l’uomo non è unico, l’uomo non è al centro dell’universo di Dio, e l’uomo non è solo nell’universo. L’esperimento di Miller-Urey però, alla fine produsse solo qualche aminoacido, ma niente che assomigliasse minimamente alla vita. I chimici ci riprovarono più volte, usando diverse combinazioni d’ingredienti, diverse sequenze di calore, ma non funzionò. Sembrava proprio che la vita, come da sempre pensavano i credenti, richiedesse un intervento divino. Alla fine Miller e Urey abbandonarono l’esperimento. La comunità religiosa tirò un sospiro di sollievo e quella scientifica ricominciò da capo. Dopo la morte di Miller, le provette dell’esperimento dimenticate in un armadio dell’università della California furono ritrovate da alcuni studenti che rianalizzarono i campioni utilizzando tecnologie all’avanguardia, molto più avanzate (tra cui la cromatografia liquida e la spettrometria di massa) e i risultati furono sorprendenti. A quanto pareva l’esperimento originale di Miller-Urey aveva prodotto molti più aminoacidi e composti complessi di quelli che Miller era stato in grado di misurare all’epoca. Le nuove analisi delle provette avevano persino identificato diversi importanti basi azotate, le unità di base dell’RNA e anche del DNA. Questo è stato un incredibile evento scientifico, poiché si è dovuto rilegittimare il concetto che forse la vita era semplicemente apparsa…senza nessun intervento divino. Pareva proprio che l’esperimento Miller-Urey avesse funzionato, solo che avrebbe avuto bisogno di un tempo maggiore di gestazione. Non dimentichiamoci un punto fondamentale: la vita si è evoluta nel corso di miliardi di anni, invece quelle provette erano rimaste in un’armadio per poco più di cinquant’anni. Inutile dire che ci fu un improvviso ridestarsi dell’interesse per l’idea di creare la vita in laboratorio. Le religioni però non hanno nulla da temere; anche se l’esperimento riuscirà a produrre la vita, probabilmente i risultati si sapranno non prima di due miliardi di anni. L’esperimento del brodo primordiale in teoria è un esperimento banale, ma in pratica è di una complessità da incubo, e sembra proprio che si rifiuti di riprodurre la vita. Ma allora come possiamo creare la vita? Semplicemente non possiamo; è questo il punto. Quando si tratta del processo della creazione, cioè di oltrepassare quella soglia dove le componenti chimiche inorganiche formano esseri viventi, tutta la nostra scienza va a farsi friggere. In chimica non esiste nessuna reazione che spieghi come ciò avvenga. In realtà il concetto stesso di cellule che si organizzano in forme di vita sembra essere in conflitto diretto con la legge dell’entropia. L’entropia è un modo ricercato per dire che le cose vanno a rotoli. Nel linguaggio scientifico, si dice che “un sistema organizzato inevitabilmente si deteriora”. Facciamo un esempio per capire meglio. Siamo su una spiaggia e abbiamo costruito un castello di sabbia, ma all’improvviso arriva un’onda e spazza via il castello.
L’universo ha individuato i miei granelli da sabbia organizzati e li ha disorganizzati, spargendoli sulla spiaggia. Questa è l’entropia all’opera. E gli esempi possono continuare. Immaginiamo di fare il caffè e di versarlo in un tazza fumante (vi abbiamo appena concentrato dentro l’energia termica). Se lasciamo la tazza sul tavolo per un’ora, il calore si disperde nella stanza e si diffonde uniformemente, come i granelli di sabbia sulla spiaggia. Di nuovo l’entropia.
E il processo è irreversibile. Per quanto a lungo si aspetti, l’universo non riscalderà mai più per magia il caffè. Noi viviamo in un universo entropico.
Quindi la domanda è: come possono delle componenti chimiche inorganiche organizzarsi magicamente in forme di vita complesse?
Quando la scienza non sa dare una spiegazione convincente per l’origine della vita si prende in considerazione l’idea di un Creatore. Ma in realtà, se si sta cercando qualche forza invisibile che crei l’ordine in un universo caotico, esistono risposte molto più semplici di Dio. Facciamo ancora degli esempi. Prendiamo un piatto di carta su cui è sparsa della limatura di ferro. Poi prendiamo una grossa calamita e la mettiamo sotto il piatto. In un attimo la limatura si disporrà in un arco organizzato, allineandosi perfettamente alla calamita. Una forza invisibile ha appena organizzato questa limatura. E’ stato Dio? No…è stato il magnetismo. Prendiamo un grosso tappeto elastico, sulla cui superficie tesa sono sparpagliate centinaia di piccole biglie alla rinfusa. Se pongo però una palla da bowling sul tappeto elastico, il suo peso creerà un profondo incavo e le biglie sparse scivoleranno verso quella depressione, formando un cerchio attorno alla palla da bowling. E’ stata la mano organizzatrice di Dio? No…anche in questo caso è stata solo la forza di gravità. E la vita non è l’unico esempio in cui l’universo crea l’ordine. Le molecole inorganiche si organizzano continuamente in strutture complesse: l’occhio di un ciclone,
un fiocco di neve,
le increspature sul letto sabbioso di un fiume,
un cristallo di quarzo,
gli anelli di Saturno, ecc.
Insomma a volte capita che l’universo organizzi la materia, e questo sembra l’esatto opposto dell’entropia. Quindi quale delle due?
L’universo preferisce l’ordine o il caos?
Secondo la maggior parte degli studiosi di fisica, la risposta è: il caos. L’entropia regna sull’universo, che si disintegra costantemente verso il disordine. Esiste però un’altra teoria che non è ancora stata dimostrata ma che potrebbe avere conseguenze di vasta portata. Secondo questa teoria, l’universo funziona secondo un’unica direttiva, un unico obiettivo: diffondere energia. Spiegato in maniera semplice, quando l’universo trova delle aree di concentrazione di energia, la disperde all’esterno. Il classico esempio è quello già menzionato della tazza di caffè bollente sul tavolo che si raffredda immancabilmente cedendo il calore alle altre molecole della stanza, per il secondo principio della termodinamica. Sappiamo che l’universo favorisce l’entropia e il disordine, quindi potremmo stupirci nel vedere così tanti esempi di molecole che si organizzano. Ma tutti gli esempi che abbiamo citato prima sono esempi di “strutture dissipative”, agglomerati di molecole che si organizzano in strutture che aiutano un sistema a disperdere più efficientemente la sua energia. I cicloni sono il modo in cui la natura dissipa un’area concentrata di alta pressione convertendola in forza di rotazione che finisce con l’esaurirsi.
Lo stesso si può dire delle increspature sul letto sabbioso di un fiume, che intercettano l’energia delle forti correnti e la dissipano. I fiocchi di neve disperdono l’energia del sole riflettendone caoticamente, sulle loro strutture sfaccettate, la luce in tutte le direzioni. Quindi, in parole povere la materia si autorganizza nel tentativo di disperdere meglio l’energia. La natura, mentre cerca di favorire il disordine, crea piccole sacche di ordine, le quali in realtà sono strutture che aumentano il caos di un sistema, incrementandone l’entropia. Per creare efficacemente il caos, serve un pò di ordine. Che conclusioni ne traiamo quindi? Che cosa c’entra l’entropia con l’origine della vita? A quanto pare, la vita è uno strumento straordinariamente efficace per dissipare l’energia. Un albero, ad esempio, assorbe l’energia del sole, la usa per crescere e poi emette raggi infrarossi, una forma di energia molto meno concentrata.
La fotosintesi è un efficacissima macchina per l’entropia; l’energia concentrata del sole viene dispersa dalla pianta, e come risultato si ha un aumento complessivo dell’entropia dell’universo. Lo stesso si può dire di tutti gli organismi viventi, inclusi gli esseri umani, che consumano la materia organizzata sotto forma di cibo, la convertono in energia, che poi dissipano di nuovo nell’universo sotto forma di calore. In termini generali quindi, la vita non solo obbedisce alle leggi della fisica, ma potrebbe aver avuto inizio proprio a causa di quelle leggi. Insomma, secondo questa teoria la vita potrebbe essersi generata da sola, senza la mano di Dio. Le conseguenze spirituali, le lasciamo ai religiosi e ai filosofi, ma per il momento possono rilassarsi poiché per ovvi motivi questa è una teoria estremamente difficile da dimostrare. Ma se fosse corretta, allora l’intero sistema di funzionamento del cosmo potrebbe essere riassunto in un unico comando prioritario: diffondere energia. Quindi: Da dove veniamo? La verità è che veniamo dal nulla e da ogni luogo. Veniamo dalle stesse leggi che creano la vita in tutto il cosmo. Non siamo speciali. Esistiamo con o senza Dio. Siamo il risultato inevitabile dell’entropia. La vita non è lo scopo dell’universo. La vita è semplicemente ciò che l’universo crea e riproduce per dissipare energia. Da questo punto di vista, da dove veniamo è sorprendente, ma non è nulla in confronto a dove andiamo. Se mostrassimo una cronologia grafica dell’evoluzione animale cominciata circa cento milioni di anni fa, presentata in termini di popolazione, posizione nella catena alimentare, supremazia interspecifica, ecc., avremmo una serie di disegni allineati in orizzontale che si espandono e si contraggono nel tempo, che rappresentano l’apparizione e la scomparsa delle specie. La parte sinistra del grafico sarà dominata dai dinosauri fino alla loro estinzione in massa, sessantacinque milioni di anni fa. L’alba dell’Homo sapiens avvenne nell’anno duecentomila avanti Cristo, ma non siamo abbastanza influenti per comparire in questo grafico fino a circa sessantacinquemila anni fa, quando abbiamo inventato l’arco, le frecce e siamo diventati predatori più efficienti. All’incirca nel mille avanti Cristo, la presenza dell’uomo nel grafico diviene più grossa e si espande in maniera esponenziale, fino ad arrivare ad oggi occupando tutta la parte destra del grafico. Gli umani contemporanei, sono di gran lunga la specie più dominante e influente sulla Terra. Niente si avvicina nemmeno lontanamente a noi. Per ora. Esiste però un nuovo arrivato che sta crescendo in sordina e gareggia con l’Homo Sapiens per la supremazia. Questa nuova specie è insidiosa poiché si propaga in maniera esponenziale ed espande di continuo il suo territorio, e cosa più importante, si evolve molto più velocemente di quanto facciano gli umani. Questa nuova specie però non mira a cancellarci completamente, ma ad assorbirci. Questa nuova specie non fa parte dei “sei regni dei viventi” (animali, piante, funghi, protisti, eubatteri, archeobatteri), ma fa parte di un regno del tutto nuovo, quello che i futurologi chiamano “settimo regno”. Questo nuovo regno della vita riserva una sorpresa; è un regno di specie non viventi. Queste specie inanimate evolvono quasi esattamente come se fossero viventi, diventando gradualmente più complesse, adattandosi e propagandosi in ambienti diversi, testando nuove variazioni, alcune delle quali sopravvivono, mentre altre si estinguono. Specchio perfetto delle mutazioni adattive darwiniane, questi organismi si sono sviluppati a un ritmo vertiginoso e ora costituiscono un regno interamente nuovo (il settimo) che va ad affiancarsi a quello animale e agli altri. E’ stato denominato “Technium”. Le nuove macchine prosperano e muoiono seguendo le regole della darwiniana “sopravvivenza del più adatto”, adeguandosi continuamente ai loro ambienti, sviluppando nuove caratteristiche per la sopravvivenza e, nel caso siano valide, replicandosi il più velocemente possibile per monopolizzare le risorse disponibili. Il fax ha fatto la fine del dodo.
L’iPhone sopravvivrà solo se continuerà ad avere performance superiori alla concorrenza.
Macchine da scrivere e locomotive a vapore sono morte con il modificarsi dell’ambiente.
La classica macchina fotografica Kodak (un tempo T-Rex della fotografia non professionale) è stata annientata dalla sera alla mattina dall’arrivo, come una meteora, dell’immagine digitale.
Mezzo miliardo di anni fa, sul nostro pianeta si verificò un’improvvisa eruzione di vita, l’esplosione cambriana, in cui la maggior parte delle specie della Terra ebbero origine praticamente da un giorno all’altro. Oggi stiamo assistendo all’esplosione cambriana del Technium. Nuove specie tecnologiche nascono ogni giorno, evolvendosi ad un ritmo sbalorditivo, ed ogni nuova tecnologia diventa uno strumento per creare altre nuove tecnologie. L’invenzione del computer ci ha aiutato a costruire nuovi strumenti straordinari, dagli smartphone alle astronavi, alla chirurgia robotica.
Stiamo assistendo a un boom di innovazioni che si verificano più velocemente di quanto la nostra mente possa comprendere. E siamo noi i creatori di questo nuovo regno, il Technium. La tecnologia sterminerà l’umanità? E’ una prospettiva terrificante, ma anche altamente improbabile. L’idea di un futuro distopico stile Terminator, dove le macchine danno la caccia agli uomini per sterminarli, sembra antidarwiniana.
Sono gli esseri umani a controllare la tecnologia e ad avere l’istinto di sopravvivenza; gli esseri umani non permetteranno mai alla tecnologia di sopraffarci. Quello a cui stiamo assistendo è un raro processo evolutivo noto come endosimbiosi obbligata. Di solito l’evoluzione avviene per biforcazione, cioè una specie si divide in due nuove specie, ma a volte, in rari casi, se due specie non possono sopravvivere da sole avviene il processo inverso, e invece di una specie che si biforca abbiamo due specie che si fondono in una. Se non credete che gli esseri umani e la tecnologia si stiano fondendo, guardatevi attorno. Persone che vivono con il cellulare in mano,
che indossano occhiali per vedere la realtà virtuale,
che corrono con lettori musicali assicurati al braccio e dispositivi Bluetooth sistemati negli orecchi, ecc.
Questi sono solo i primordi della simbiosi. Stiamo cominciando ora a impiantare microchip direttamente nel cervello, a iniettare nel sangue minuscoli nanorobot anticolesterolo che vivranno per sempre dentro di noi, a costruire arti bionici controllati dal cervello, a progettare una versione migliorata di noi stessi.
Gli esseri umani si stanno evolvendo in qualcosa di diverso. Stiamo diventando una specie ibrida: una fusione tra biologia e tecnologia. Gli stessi dispositivi che oggi esistono fuori dal nostro corpo, come smartphone, apparecchi acustici, occhiali da vista, molti farmaci, tra cinquant’anni ci verranno impiantati nel corpo in tali quantità che non potremo più considerarci Homo Sapiens. Nuove tecnologie come la cibernetica, l’intelligenza bionica, la crionica, l’ingegneria molecolare e la realtà virtuale cambieranno per sempre il nostro concetto di “uomo”. Ci troviamo in bilico in una strana congiuntura storica, un’epoca in cui sembra che il mondo sia stato stravolto e niente sia più come ci eravamo immaginati. Ma l’incertezza anticipa sempre cambiamenti radicali; la trasformazione è sempre preceduta da sconvolgimenti e paura. Dobbiamo però riporre la nostra fede nella capacità dell’uomo di creare e amare, perché queste due forze, quando si combinano, hanno il potere di illuminare anche l’oscurità più assoluta. Entrando in un domani indefinito, ci trasformeremo in qualcosa di più grande di quanto riusciamo ora ad immaginare, con poteri che andranno al di là di ogni nostra aspettativa più azzardata. Nel frattempo, non dimentichiamo mai le sagge parole di Churchill: “il prezzo della grandezza…è la responsabilità“.
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Foto esperimento Miller-Urey di HeNRyKus sotto licenza GNU Free Documentation
Foto letto sabbioso di fiume di Wing-Chi Poon sotto licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic
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Foto robot usato in chirurgia di Nimur sotto licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported