L’evoluzione dell’evoluzione

L’evoluzione ci aiuta a capire come la natura costruisca su livelli già raggiunti di complessità non solo all’interno, ma anche oltre l’ambito della biologia classica. Sono serviti gli atomi perché si formassero le molecole, poi le molecole hanno permesso alle cellule di evolversi. Partendo da questo modello saliremo gradino per gradino attraverso le cellule fino a organismi più complessi per finire alla nuova fase evolutiva iniziata dall’uomo in cui si stanno evolvendo organismi memetici.

In copertina: Un’opera di Francesco D’Isa elaborata con l’intelligenza artificiale

Questo testo è tratto da “Nextnature” di Koert van Mensvoort. Ringraziamo D Editore per la gentile concessione

di Koert van Mensvoort

L’idea più importante che qualsiasi essere umano abbia mai avuto è forse apparsa in un libro scritto da Charles Darwin e pubblicato il 24 novembre 1859. Ne L’origine della specie – pubblicato in una prima tiratura di 1.250 copie – propose la teoria scientifica secondo cui una specie si evolve per generazioni, in un processo che chiamò “selezione naturale”. Darwin presentò delle prove che mostravano come la diversità della vita abbia avuto origine da un antenato comune e sia avanzata attraverso la diramazione evolutiva. Convalidò la propria teoria con ricerche sul campo riguardanti alcune specie animali delle isole Galapagos. Il libro fece subito scalpore. Le prime copie finirono in fretta, seguite da molte altre tirature, traduzioni ed edizioni. Alcuni decenni più tardi, ricerche empiriche sulla variabilità dei geni confermarono la teoria di Darwin, che ancora oggi rappresenta la base della biologia evolutiva. Soprattutto, la teoria dell’evoluzione ci aiuta a capire le origini della nostra stessa specie e il legame che abbiamo con le altre creature viventi del pianeta. 

L’importanza e l’influenza dell’opera di Darwin sono incalcolabili. Eppure, l’idea che la vita si evolva ha solo centosessant’anni. Può sembrare tanto paragonato alla durata della vita umana, ma non è nulla in confronto alle migliaia di anni in cui sono esistiti i testi religiosi, alle centinaia di migliaia di anni in cui siamo esistiti noi o ai miliardi di anni di esistenza della Terra. Dunque, la teoria dell’evoluzione è piuttosto recente e non abbiamo finito di elaborarla. Per esempio, Darwin scrive in modo approfondito su come la specie meglio adatta sopravvive, ma non dice molto su come le forme di vita si susseguono nel processo evolutivo. Limita la sua analisi agli organismi basati sui composti del carbonio e non parla delle implicazioni a livello molecolare e atomico. Sul possibile futuro dell’evoluzione e sui suoi effetti nella sfera culturale, che analizzo in questo libro, Darwin non ha proferito parola. 

Così come i filosofi di oggi passano ancora molto tempo a perfezionare le filosofie di antichi pensatori greci, come Platone e Aristotele, c’è ancora molto per i biologi da scoprire e ampliare nella teoria dell’evoluzione di Darwin. In precedenza, ho esaminato l’importante contributo dato da Richard Dawkins nel suggerire che parallelamente all’evoluzione genetica basata sulle mutazioni del DNA ci sia anche l’evoluzione memetica, in cui schemi di informazione si riproducono, mutano e si diffondono. 

Ancora più recentemente, nel 1995, John Maynard Smith ed Eörs Szathmáry hanno pubblicato uno studio rivoluzionario sulle fasi fondamentali della storia evolutiva. Nel processo continuo dell’evoluzione, che dura intere generazioni, i biologi hanno cercato mutamenti importanti nella complessità, ossia transizioni davvero significative. Esse sono paragonabili ai numeri interi rispetto alle frazioni in matematica: 1, 4 e 8 invece di 1⁄2, 32/3 e 71/8. Se l’evoluzione è una scala, esse sono gli scalini. Potreste pensare che una transizione fondamentale sia stata il primo animale a strisciare fuori dal mare e sopravvivere sulla terraferma, oppure il primo primate a camminare eretto. Ma pur essendo esempi affascinanti di modifiche dello stile di vita che hanno avuto profonde ripercussioni, in sé non costituiscono grandi balzi nella complessità evolutiva. 

Maynard Smith e Szathmáry scoprirono che le transizioni evolutive davvero fondamentali accadono quando gli organismi viventi iniziano a lavorare assieme o si incapsulano l’un l’altro in un insieme più grande, a volte perdendo addirittura col tempo la capacità di riprodursi senza di esso. Un esempio è il salto da unicellularità a pluricellularità. Sebbene le cellule siano state scoperte nel 1665, solo nel 1839 si seppe che ogni pianta e animale vivente erano composti da cellule viventi. Possiamo non soffermarci molto sulla cosa, ma ciascuno di noi è una colonia di miliardi di cellule vive. Il balzo da cellule semplici a organismi pluricellulari è un chiaro esempio di gradino evolutivo. 

Negli anni, i biologi hanno tracciano una mappa accurata dei livelli di complessità evolutiva. Ma il loro lavoro si è limitato soprattutto agli organismi basati su DNA e geni, perciò non ci può aiutare a comprendere la nuova fase evolutiva alimentata dal genere umano. È giunto il momento di una nuova teoria generale dell’evoluzione che incorpori anche le forme di vita non genetiche? Scrivendo questo libro, pensavo di doverne elaborare una io stesso finché, con somma gioia, ho scoperto che il biologo Gerard Jagers op Akkerhuis lo aveva già fatto. Nel 2015, dopo una mia conferenza all’Accademia Reale delle Arti e delle Scienze dei Paesi Bassi, mi spiegò come la natura prossima (o in inglese next nature, n.d.e.) fosse legata alla sua “teoria dell’operatore” che unisce spunti presi da fisica, chimica e biologia. 

Jagers op Akkerhuis mi disse di aver sviluppato questa teoria infastidito dall’inadeguatezza del metodo con cui i biologi ordinano la vita: da piccolo a grande, iniziando da atomi e molecole, per continuare con cellule, tessuti, organismi e poi allargare progressivamente la visuale alle popolazioni, gli ecosistemi, la biosfera, il pianeta, il sistema solare e per finire l’universo. Pianeti e sistemi solari non crescono da cellule od organismi, eppure i biologi li posizionano più in alto nella gerarchia ecologica. Questo modello ci parla della grandezza, ma non ci dice niente dello sviluppo evolutivo nel tempo. Dopo aver passato un lungo periodo a studiare l’idea delle transizioni evolutive di Maynard Smith e Szathmáry, usandola come punto di partenza, Jagers op Akkehuis ha elaborato un modo alternativo di ordinare la vita, modo che incorpora anche le parti non biologiche della natura. 

È un piacere incontrare filosofi della scienza affini a noi sulle cui spalle possiamo salire per vedere più lontano. Pur omettendo qui alcuni particolari della sua teoria per motivi di leggibilità e traendo le mie personali conclusioni più avanti nel libro, i livelli di complessità evolutiva di cui parlo in questo capitolo sono basati sull’opera di Jagers op Akkerhuis. Consiglio a chiunque sia interessato ad approfondire l’argomento di leggere la sua dissertazione. Jagers op Akkerhuis afferma che l’evoluzione sia progredita dalle particelle più elementari verso strutture di complessità sempre maggiore. Ogni livello prevede un cosiddetto operatore (qualsiasi cosa, da un quark a un animale) che possieda una chiara interfaccia in cui sia incluso un livello precedente. Sebbene il cambiamento avvenga anche all’interno dei livelli, questi ai di inclusione sono i gradini evolutivi più importanti. Ciascun gradino permee, a sua volta, l’evoluzione dello stadio successivo. Se pensiamo all’evoluzione come a un processo che procede a ondate, possiamo osservare molte piccole onde che ogni tanto ne producono una grande che innalza la vita al livello successivo di complessità. 

Il bello di questa teoria stratificata dell’evoluzione è che ci aiuta a capire come la natura costruisca su livelli già raggiunti di complessità non solo all’interno, ma anche oltre l’ambito della biologia classica. Sono serviti gli atomi perché si formassero le molecole, poi le molecole hanno permesso alle cellule di evolversi. Livelli più recenti, come le piante, sono a loro volta composti da cellule. Partendo da questo modello, diamo un’occhiata agli otto livelli principali di complessità della natura. Inizieremo dal fondo, con gli elementi costitutivi elementari dell’universo, e saliremo gradino per gradino attraverso le cellule fino a organismi più complessi per finire alla nuova fase evolutiva iniziata dall’uomo in cui si stanno evolvendo organismi memetici. 

1. Particelle elementari 

Le particelle elementari (elettroni, neutrini, quark, particelle e antiparticelle portatrici di forza) sono alla base della natura. Si tratta di entità che, per quanto ne sappiamo, non possono essere suddivise in unità più piccole. Sono i mattoncini Lego che compongono l’universo. Va notato che sono mattoncini Lego molto particolari, con proprietà che siamo ben lontani dal comprendere appieno. Non sono solo particelle, ma anche campi e sfoggiano vari comportamenti impossibili nella vita di tutti i giorni, come la capacità di essere in più di un luogo contemporaneamente. Forse un giorno i fisici scopriranno che le particelle elementari sono in realtà unità composte da strutture interne complesse. Ma ancora non siamo arrivati a questo punto. L’attuale consenso scientifico è che non esiste un livello più profondo conosciuto in natura. Questo è il fondo. 

2. Adroni 

Al secondo livello, particelle elementari tipo i quark si uniscono sotto l’influenza di particelle elementari portatrici di forza formando gli adroni. Sappiamo che i quark hanno diversi “sapori” e si possono organizzare in adroni in modi diversi. Per quanto ne sappiamo, i quark non hanno struttura interna. Gli adroni invece sì, essendo composti da più quark. Si possono formare differenti tipi di adroni, per esempio protoni e neutroni, a seconda dei quark che si uniscono. Se pensiamo alle particelle elementari del primo livello come a mattoncini Lego, allora al secondo livello vedremo che questi mattoncini si connettono tra loro e possono essere usati per costruire cose che non si disgreghino immediatamente. Ciò significa che gli adroni sono la forma più basilare di complessità composta in natura, un piccolo miracolo. L’universo non è solo un ammasso informe di unità elementari indivisibili, queste unità si possono invece raggruppare in particelle composte con identità e comportamenti propri. Per le particelle elementari ciò corrisponde a una seconda natura, un nuovo ambiente il cui intero è maggiore della somma delle parti. 

3.Atomi 

Il livello di complessità successivo è quello dell’atomo, una struttura definita da un nucleo composto da protoni e neutroni – tipi di adroni, a loro volta composti da vari quark – e circondato da elettroni disposti su livelli energetici definiti. La parola “atomo” deriva dal greco atomos, indivisibile, perché a lungo si è pensato che gli atomi fossero particelle elementari indivisibili. Il filosofo greco Leucippo (ca. 470-410 a.C.) e il suo allievo Democrito (ca. 460-380/370 a.C.), i fondatori dell’atomismo, sostenevano che tue le cose e la realtà erano fatte da materia contenuta in uno spazio vuoto e che la materia era composta da particelle indivisibili e indistruttibili a cui diedero il nome di atomi. 

Quando ero bambino, mio padre mi spiegò l’atomismo prendendo un foglio di carta e strappandolo a metà, poi in quattro pezzi, poi otto, 16, 32, 64 e così via. Arrivammo così alla domanda: fino a che punto è possibile continuare prima che i pezzi diventino troppo piccoli per essere strappati? Risposta: in linea di principio, fino ad arrivare alle particelle indivisibili, o atomi. Una delle scoperte più sconvolgenti e disorientanti della fisica moderna, però, è stata che le particelle che chiamiamo atomi sono in realtà divisibili. 

Fino alla fine del XIX secolo, si pensava che l’universo fosse composto da queste unità indivisibili, e la disposizione della materia nel mondo sembrava abbastanza ordinata. Da più di un secolo, ormai, i fisici concordano sul fatto che gli atomi possiedono una complessità interna e che sono composti dagli elementi più piccoli citati sopra. Gli atomi sono costituiti da adroni ed elettroni, e gli adroni sono composti da diversi quark. 

Sulla base delle attuali conoscenze, il livello atomico, una volta ritenuto quello dei mattoncini Lego più elementari dell’universo, è in realtà il terzo strato di complessità della natura. Questa scoperta relativamente recente pone il problema di quanta certezza possiamo avere sulle unità che oggi definiamo elementari. Ci è già successo di sbagliare su ciò che sta alla base della natura. È logico supporre che le unità elementari di oggi alla fine si riveleranno essere composte da particelle, onde o stringhe finora sconosciute. A parte questo, adesso sappiamo molte cose sulle particelle tradizionalmente note come atomi. Al momento, ne sono stati identificati 118 tipi differenti, da idrogeno a plutonio, da carbonio a oro. Gli atomi si possono organizzare in varie configurazioni. Il numero di protoni e neutroni contenuti nel nucleo determina il tipo di atomo. La tavola periodica degli elementi ne offre una panoramica completa. 

4. Molecole 

Al quarto livello, gli atomi si organizzano in molecole, a partire dalla semplice molecola dell’acqua (H2O), in cui due atomi di idrogeno si legano a un atomo di ossigeno, fino alla complessa molecola del DNA, in cui si aggregano centinaia di atomi. Il DNA, o acido desossiribonucleico, è una macromolecola biochimica che agisce da vettore primario dell’informazione ereditaria in tutti gli organismi conosciuti, inclusi i virus. Non è una cosa scontata che gli atomi, ciascuno composto da un nucleo di protoni e neutroni circondato da gusci elettronici, si organizzino in strutture molecolari. L’universo avrebbe potuto essere composto da infiniti atomi disorganizzati non disposti in schemi riconoscibili. Ma non è così. A quanto pare gli atomi si stabilizzano in relazione l’uno all’altro, posizionandosi in un’ampia varietà di modi. Questo quarto livello di complessità è il campo della chimica, la scienza che si occupa delle proprietà delle molecole e delle loro interazioni. Le molecole si trovano al confine di ciò che chiamiamo comunemente vita. Le molecole di H2O, cioè l’acqua, si possono trovare in tuo l’universo, ma finora le molecole molto più complesse del DNA sono state trovate solo sulla Terra. 

5. Cellule 

Il quinto livello di complessità è quello della cellula. Possiamo pensare alla cellula come a una città o a una società di molecole riunite in una struttura dinamica in grado di rigenerarsi e autoreplicarsi. Quest’ultimo punto è fondamentale: la capacità di riprodursi è di solito considerata un requisito essenziale per la vita. Una cellula consiste in una struttura interna circondata da una membrana: una minuscola cinta muraria che difende il confine tra la cellula e il mondo esterno. 

Così come esiste un’ampia varietà di molecole, esistono vari tipi di cellule. I più semplici sono i più antichi e piccoli. Le cosiddette cellule procariote sono microorganismi grandi da 0,5 a 3 micrometri. Sono apparse per la prima volta circa 3,5 miliardi di anni fa e costituiscono ancora più della metà della biomassa terrestre. In questa categoria rientrano tutti i batteri. Questi organismi si riproducono per scissione binaria. Un batterio si divide in due e ogni nuova cellula ha lo stesso contenuto della cellula madre. In condizioni ottimali, alcune specie si possono scindere ogni venti minuti. 

È forse il più grande miracolo nella storia della vita che degli atomi riuniti a formare molecole differenti a un certo punto abbiano portato a strutture cellulari capaci di replicarsi. Fu un enorme salto evolutivo: una struttura molecolare stabile si dimostrò in grado non solo di mantenere sé stessa, ma anche di aumentare la propria stabilità attraverso la capacità di riprodursi e moltiplicarsi. Le istruzioni di riproduzione che contengono il materiale genetico della cellula sono conservate nelle molecole di DNA. 

Sebbene le prime cellule fossero molto più stabili delle singole molecole, essendo in grado non solo di mantenersi ma anche di riprodursi, erano ancora molto vulnerabili ai virus che cercavano di invaderle. In una cellula procariota, le molecole di DNA galleggiano liberamente all’interno della membrana cellulare, rendendo facile, per i virus che riescono a penetrare, mutare il DNA e con esso il materiale genetico della cellula. È come se una città lasciasse in giro all’interno delle mura i gioielli della corona nella piazza principale, oppure se su un aereo si lasciasse la cabina di pilotaggio aperta in modo che qualunque passeggero possa entrare e prenderne il controllo. Ci sono voluti almeno due miliardi di anni perché si evolvesse un tipo più stabile di cellula, una le cui molecole di DNA, con il loro fragile materiale genetico, fossero racchiuse in un nucleo separato. 

6. Cellule complesse 

Le cosiddette cellule eucariote sono in maggioranza più grandi di 3 micrometri e sono apparse circa 1,7 miliardi di anni fa, dopo che la parete di una cellula semplice si è ripiegata verso l’interno e ha racchiuso il materiale genetico. Continuando con la metafora precedente, si può dire che la cinta muraria è stata allungata all’interno per proteggere il contenuto più prezioso della cellula, la molecola di DNA che ne contiene il materiale genetico. 

L’evoluzione dalla semplice cellula procariota, con il DNA liberamente galleggiante all’interno della sua membrana, alla più complessa cellula eucariota, con il DNA racchiuso nel nucleo, fu una rivoluzione in termini di solidità evolutiva della cellula. Ma la complessità interna della cellula aumentò anche in un modo completamente differente, attraverso l’endosimbiosi, un rapporto in cui due organismi funzionano assieme come se fossero uno. Ciò che accadde fu che le cellule procariote di successo iniziarono a inglobarne altre al loro interno, un po’ come una città in crescita potrebbe annettere una comunità confinante. 

Le cellule inglobate svilupparono funzioni specifiche all’interno delle strutture della cellula inglobante. In cambio di nutrienti, le cellule inglobate – in seguito chiamate organuli – ottennero protezione da atttacchi esterni e condizioni ambientali in mutamento. 

Queste strette collaborazioni tra forme di vita diedero origine ai primi cianobaeri, chiamati anche “alghe verdi-azzurre”. Delle semplici cellule procariote, che sono riuscite a racchiuderne altre dentro le proprie pareti, sono il motivo per cui l’atmosfera terrestre contiene ossigeno. I batteri inglobati fungevano da cloroplasti, producendo glucosio (zucchero) da acqua e anidride carbonica e liberando ossigeno come prodotto di scarto. Questa simbiosi diede ai cianobatteri appena creati il vantaggio della capacità di produrre il proprio cibo. Vivevano di luce, attraverso la fotosintesi, un processo che ancora oggi si verifica nelle piante. 

Sebbene i cianobaeri produttori di ossigeno abbiano creato le condizioni necessarie per la vita sulla Terra come oggi la conosciamo, quando apparvero, poco più di due miliardi di anni fa, causarono una catastrofe ambientale che diede inizio alla prima grande estinzione di massa. L’ossigeno che producevano era tossico per i cosiddetti batteri anaerobi, più antichi, che vivevano di materia organica presente negli oceani. Queste specie primitive morirono in massa. Il fatto che lo stesso evento che ha dato alla Terra la sua atmosfera contenente ossigeno, e perciò la vita come noi la conosciamo, abbia anche causato una tragedia ambientale, rappresenta un esempio da manuale di distruzione creativa. Sarebbe cinico paragonare gli oceani pieni di plastica o il cambiamento climatico causato dall’uomo a quell’evento lontano. Nondimeno, ci ricorda che ciò che è una catastrofe per una specie può essere un’occasione per altre. 

La selezione naturale tra i batteri anaerobi che furono in grado di adattarsi abbastanza rapidamente al cambiamento ha portato alla fine a nuovi microbi che avevano bisogno di ossigeno per scomporre la materia organica. La presenza di questi organismi assieme ai cianobatteri creò un equilibrio tra batteri che producono e batteri che consumano ossigeno che svolge ancora oggi un ruolo cruciale nella biosfera della Terra. Senza l’evento che i geologi chiamano “catastrofe dell’ossigeno”, la biosfera come la conosciamo, con tue le sue piante, pesci, uccelli, topi, elefanti, leoni e persone, non sarebbe mai esistita. 

Le cellule non solo hanno un ruolo essenziale nella storia evolutiva della vita sulla Terra, ma hanno ancora oggi un’ottima ragione per essere definite la forma di vita dominante del pianeta. Le cellule esistono da più di 3,5 miliardi di anni. Erano al mondo prima delle prime alghe, piante e pesci, prima dei dinosauri e, ovviamente, prima degli esseri umani. Hanno creato la nostra atmosfera contenente ossigeno. Tuo ciò che definiamo vivo è composto da cellule, ed esse contengono tue le informazioni genetiche di un organismo. Sono in grado di autoreplicarsi e sono state gli inizi della vita sulla Terra. Che siano nate da semplici strutture molecolari e atomiche è un miracolo. E, se possibile, è un miracolo ancora più grande che gruppi di cellule alla fine abbiano iniziato a organizzarsi in quelli che oggi chiamiamo organismi pluricellulari. Sì, anche voi che state leggendo. 

7. Organismi pluricellulari 

Il settimo livello di complessità è quello degli organismi pluricellulari. Ai livelli precedenti, abbiamo visto come le molecole siano riuscite nell’incredibile impresa di riunirsi per formare cellule in grado di copiare sé stesse e, dopo miliardi di anni di evoluzione, interagire tra di loro in vari modi, aumentando la complessità e la stabilità della vita unicellulare. Chi avrebbe mai pensato che tipi differenti di cellule si sarebbero riuniti tra loro e avrebbero cooperato in organismi pluricellulari? A quel tempo, nessuno. Dopotutto non esisteva alcun organismo con la capacità cerebrale per restare stupito dagli sviluppi evolutivi che accadevano attorno a sé. Eppure, a posteriori, la comparsa di organismi pluricellulari sembra essere inevitabile perché è accaduta due volte, sia con le cellule vegetali che con quelle animali. 

La pluricellularità è paragonabile a un gruppo di individui. Chiunque abbia preso parte a una dimostrazione di massa o abbia gioito per un goal a una partita di calcio conosce il potere collettivo generato da un gran numero di persone che si uniscono per condividere un’unica voce. Da un lato, ci si sente forti perché si è in gran numero; dall’altro, c’è tensione perché, dopotutto, ogni persona è molto diversa dall’altra. Le cellule semplici non erano in grado di riflettere sul proprio comportamento collettivo, ma anch’esse affrontavano una tensione simile. Tre miliardi e mezzo di anni fa, tutti gli organismi erano unicellulari. Una cellula singola era molto vulnerabile, perché poteva facilmente venire mangiata da un’altra cellula oppure trascinata via dalla corrente e distrutta. Così, le cellule escogitarono una soluzione ingegnosa: dopo la scissione iniziarono a restare assieme. Lo fecero attraverso speciali proteine adesive all’esterno delle pareti cellulari. In questo modo formarono delle colonie. Una colonia era più grande e perciò più difficile da mangiare rispetto a una cellula singola. Dunque, i suoi componenti avevano una maggiore probabilità di sopravvivenza rispetto ai solitari organismi unicellulari. Fu il primo passo verso la pluricellularità. 

La vita in colonia, tuttavia, portò nuovi problemi. Per muoversi, per esempio, le cellule dovevano consultarsi e cooperare. Se una voleva andare a sinistra e un’altra voleva andare a destra, la colonia non andava da nessuna parte. Le colonie le cui cellule erano in grado di comunicare tra di loro avevano un vantaggio evolutivo. Queste restarono assieme, mentre quelle non brave a comunicare si sfaldarono. Nel corso di molte generazioni si venne a creare un sistema complesso basato su particolari sostanze segnale. La comunicazione permise alle cellule di influenzarsi l’un l’altra e calibrare il proprio comportamento su quello delle loro vicine. Ciò rappresentò un vantaggio per le singole cellule e per la colonia nel suo complesso, e un altro passo fondamentale verso la pluricellularità. 

Alcune cellule erano completamente circondate da altre. Queste cellule interne “vedevano” un ambiente del tuo diverso rispetto a quelle esterne. Ciò fece sì che si comportassero in modo differente. Le cellule sui bordi avevano maggiore necessità di proteggersi di quelle al centro. Fu così che alcune cellule iniziarono a ottimizzarsi per certe posizioni nel gruppo, con un processo chiamato “differenziazione”. Col tempo, apparsero cellule con specializzazioni diverse: cellule muscolari orientate al movimento, cellule riproduttive e cellule nervose con lunghe appendici che potevano usare per comunicare con altre cellule distanti. Si svilupparono speciali geni regolatori per controllare la posizione e la funzione delle cellule in una colonia: essi si comportano come interruttori che coordinano il comportamento delle singole cellule all’interno dell’organizzazione più grande. 

Nel corso dell’evoluzione, la struttura delle cellule divenne ancora più complessa e, per milioni di anni, il numero di geni regolatori continuò a crescere. Cambiate l’impostazione di un interruttore genetico e otterrete una cellula completamente differente. Ciascuna cellula individuale aveva ancora il proprio metabolismo e una membrana che fungeva da parete ma, a un certo punto, le cellule si dedicarono a svolgere specifici ruoli all’interno di organismi multicellulari. Mutazioni dei geni regolatori portarono a un’ampia varietà di cellule, con effetti rilevanti sulla forma finale della colonia. Attraverso questo processo, lentamente ma inesorabilmente, emersero gli organismi pluricellulari. E si formarono i tessuti e gli organi complessi (fegato, cuore, cervello) per svolgere funzioni specifiche al loro interno. 

Lo sviluppo degli organismi pluricellulari diede il via a un nuovo livello di complessità evolutiva, perché possedevano interfacce sensoriali che permettevano loro di interagire col mondo esterno in modi completamente nuovi. Potevano vedere, sentire, toccare, assaporare. Un organismo pluricellulare si poteva anche riprodurre per creare un intero nuovo organismo della stessa specie composto da cellule completamente nuove. La pluricellularità, come abbiamo deo, è emersa due volte, una volta negli animali e un’altra nelle piante. In ciascun regno si sono sviluppate una varietà di forme, dividendosi col tempo nella grande diversità di animali e piante che conosciamo oggi. Una volta creata la struttura, il passo verso gli esseri umani fu relativamente piccolo. Ora, se vi aspettate che presenti il genere umano come la star dello stadio evolutivo successivo, temo di dovervi deludere. Non fraintendetemi: con i nostri grossi cervelli, siamo un fenomeno evolutivo unico. Ciononostante, ognuno di noi è comunque un organismo pluricellulare costituito da composti del carbonio. Il nostro corpo è un nugolo di cellule specializzate che collaborano. La fisiologia umana, come quella degli altri animali e delle piante, viene definita da un codice genetico codificato nel DNA. Il nostro DNA è identico per il 98% a quello dello scimpanzé, per il 60 per cento a quello di un pesce rosso e per il 50 per cento a quello di un moscerino della frutta. Siamo, comunque, un caso speciale perché, grazie ai nostri cervelli molto sviluppati, stiamo rendendo possibile un nuovo livello di complessità evolutiva. La presenza degli esseri umani sulla Terra ha permesso ai memi – controparti dei geni e vettori dell’evoluzione culturale – di prendere slancio. Mentre l’evoluzione continua a seguire il proprio corso, i memi si potrebbero evolvere in organismi memetici. 

8. Organismi memetici 

Nei miliardi di anni in cui sono esistiti gli organismi pluricellulari, ci sono stati enormi cambiamenti. C’è stata l’esplosione cambriana 500 milioni di anni fa, in cui si è evoluta la specie dei vertebrati. L’estinzione dei dinosauri 66 milioni di anni fa ha creato spazio per l’ulteriore evoluzione dei mammiferi. E l’arrivo degli esseri umani può a sua volta essere indicato come evento unico. Essendo creature piuttosto insignificanti in senso fisico, siamo rimasti a lungo a metà della catena alimentare. Ma, grazie ai nostri cervelli incredibilmente sviluppati, siamo stati in grado di ottenere una visione più sofisticata di ciò che ci circonda. E ciò ha aperto la strada a una cooperazione avanzata, alla programmazione del futuro e alla produzione di strumenti. Sebbene, come gli altri esseri pluricellulari, siamo ancora definiti dai nostri geni e addirittura controllati da essi, siamo la prima specie per cui i memi hanno iniziato a svolgere un ruolo decisivo. 

Come abbiamo visto, Richard Dawkins ha presentato la teoria dei memi. La comunità scientifica non ha ancora raggiunto un accordo sull’idea del meme come unità dell’evoluzione culturale. I fautori sostengono che i memi, come i geni, si trasmettono attraverso variazione, mutazione, competizione ed ereditarietà, attraverso i comportamenti che provocano nei loro ospiti. Nel libro La macchina dei memi. Perché i geni non bastano, Susan Blackmore sostiene addirittura che la consapevolezza umana potrebbe essere una conseguenza evolutiva dei memi, poiché li aiuta a trasmettersi89. I critici, invece, sostengono che il modello dei memi è inadeguato perché non fornisce un’unità discreta di evoluzione culturale che possa essere misurata empiricamente. Altri, comunque, affermano che i progressi nella tecnologia di neuroimaging potrebbero cambiare le cose, poiché potrebbe essere usata per dimostrare l’esistenza fisica dei memi. 

Mentre tutti i precedenti livelli di complessità evolutiva che abbiamo visto sono apparsi in tempi lontani, prima che arrivassimo sulla scena, l’ottavo livello si sta ancora sviluppando. Alla luce di ciò, possiamo cercare di prevedere il futuro usando come guida i livelli già conseguiti. Anche se non sappiamo se l’evoluzione continuerà per sempre, sarebbe presuntuoso pensare che abbia raggiunto il picco della sua complessità con gli organismi pluricellulari come noi. È probabile, invece, che il meccanismo evolutivo secondo cui la natura continua a costruire sulla complessità già raggiunta prosegua. 

Così come un cristallo si forma partendo da elementi più piccoli, una nuova fase evolutiva, l’ottava, si può formare adesso che gli organismi al settimo livello si sono consolidati. Ma proprio come sarebbe stato difficile per gli atomi predire che si sarebbero organizzati in molecole, poi cellule e infine organismi pluricellulari, non possiamo sapere davvero come funzionerà il prossimo livello. Questo stadio è basato su congetture. L’ottavo gradino della scala evolutiva sarà probabilmente la fase memetica. Mentre nei due stadi precedenti l’informazione genetica veniva trasmessa dai geni, qui è probabile che questo ruolo venga assunto dai memi. Se ciò accade, all’ottavo livello si evolverà un tipo di organismo completamente nuovo, un organismo che non solo romperà con gli organismi basati sui geni vecchi miliardi di anni ma li trasformerà, come vedremo più avanti. Scelgo le parole con cura e dico “è probabile che” perché questo stadio sia ancora in formazione. 

E così è questa la natura prossima? Finora ho usato l’opzione “natura prossima” come ampia espressione filosofica per trasmettere l’idea che la natura non è statica ma dinamica. Come abbiamo visto nei capitoli precedenti, il nostro concetto di natura e di cosa sia naturale sta cambiando assieme a noi. Riguardatevi il film dell’evoluzione e lo vedrete accadere ripetutamente. Anche se oggi definiamo naturali piante e animali, 500 milioni di anni fa erano un fenomeno apparso da poco: la “natura prossima” di quell’epoca. Lo stesso si può dire delle cellule 3,5 miliardi di anni fa. Nel periodo in cui si stavano evolvendo, in un ambiente dove erano esistite solo strutture molecolari semplici, esse costituivano una nuova natura. 

Ho parlato di come la tecnosfera e le sue tecnologie in via di sviluppo vengano ancora oggi viste come artificiali ma, continuando a diffondersi e raffinarsi, potrebbero finire per diventare la natura prossima. Ciò che è artificiale oggi potrebbe essere naturale domani. Uso “natura prossima” invece di “nuova natura” perché l’aggettivo “nuova” suggerisce un’occorrenza una tantum, mentre “prossima” sottolinea come questo processo si ripeta di continuo, a livelli differenti. Non solo accadrà in futuro, è accaduto in passato e sta accadendo adesso. Quando parliamo di natura prossima oggi, parliamo dell’ottava natura: il livello evolutivo più recente dopo i gradini descritti in precedenza che sta prendendo forma in questo preciso momento. 

Abbiamo dato il via a tuo questo esternalizzando i nostri grossi cervelli e specificamente la neocorteccia, estendendola oltre i nostri corpi. Siamo diventati in grado di materializzare i memi (idee, immagini, valori, abilità) nell’ambiente fisico. Pensate alle pitture rupestri, ai libri, ai film e, più recentemente, alle reti digitali. Prevedo che nell’ottavo stadio queste strutture memetiche svilupperanno una nuova dinamica che finirà per portare alla comparsa di organismi memetici. Ma non accadrà da un giorno all’altro. Ci sono voluti miliardi di anni affinchè le molecole si organizzassero in strutture cellulari, e cene sono voluti altrettanti perché le cellule si organizzassero in organismi pluricellulari. Sarebbe ingenuo pensare che l’ottavo stadio si formi nel giro di poco tempo. Accadrà attraverso un processo di tentativi e fallimenti. Così come molti tipi di cellule sono emersi nel quinto stadio evolutivo e cellule più complesse si sono sviluppate nel sesto, e poi nel settimo sono comparsi molti tipi di organismi pluricellulari, dai funghi ai serpenti agli scimpanzé, anche all’ottavo livello ci possiamo aspettare che appaia un’ampia varietà di organismi memetici. 

I nostri successori evolutivi 

Noi umani ci siamo evoluti nel settimo stadio, quello degli organismi pluricellulari. Siamo eccezionali perché abbiamo dato il via all’ottavo stadio, quello degli organismi memetici. Che aspetto hanno questi nuovi organismi? I primi esempi a venire in mente potrebbero essere i virus informatici e le intelligenze artificiali, algoritmi digitali incorporati in chip di silicio che comunicano attraverso segnali elettronici in grado di diffondere, copiare e manipolare memi in un battito di ciglia. Il virus informatico, come nuova forma di vita elettronica, è già quasi un cliché. Eminenti pensatori tra cui Nick Bostrom e Stephen Hawking hanno già previsto che il software avanzato potrebbe un giorno evolversi in una superintelligenza che finirà per comandare il mondo. La domanda è se sarà ben disposta verso gli esseri umani. 

Una simile superintelligenza sarebbe ovviamente un organismo memetico, anche se non sappiamo che aspetto avrebbe la sua interazione con ciò che la circonda. L’assenza di un’interfaccia ben definita con l’ambiente, come quelle di cellule, piante e animali, rende questa teorica superintelligenza un esempio piuttosto astratto di organismo memetico. Forse, ne possiamo trovare di più tangibili. Prendiamo il sistema finanziario che, come abbiamo concluso in precedenza, possiede una dinamica autonoma che nemmeno i banchieri e gli operatori di borsa riescono a seguire e controllare appieno. Potremmo definirlo un organismo memetico? E che dire di uno Stato-nazione, formato attorno all’idea di paese? Una corporation ne avrebbe i requisiti? Oppure dovremmo guardare alla tecnosfera nel suo complesso? 

C’è molto da dire sul definire la tecnosfera un organismo memetico. Sta nascendo sul nostro pianeta e, quando raggiungerà la maturità, si diffonderà su altri mondi. La tecnosfera sta maturando in parallelo con la tecnologia aerospaziale. In questo momento, potete ancora obiettare che non sia viva perché non è in grado di riprodursi. Solo quando la tecnologia aerospaziale sarà abbastanza avanzata da permettere la colonizzazione di altri mondi, la tecnosfera sarà in grado di replicare se stessa nella sua interezza – ovvero su altri pianeti – soddisfacendo così la nostra definizione di vita. Dal punto di vista della tecnosfera, una nave spaziale piena di coloni è un seme che la aiuterà a stabilirsi su un altro mondo. In definitiva, forse noi esseri umani non siamo altro che gli organi sessuali di un nascente organismo memetico? 

Da questo punto di vista, ogni struttura organizzativa umana, dalla piccola tribù alla città di milioni di abitanti, dallo Stato nazione alla religione mondiale fino all’azienda multinazionale, può essere vista come un tentativo, seppur inconsapevole, di raggiungere un nuovo livello evolutivo memetico. Dobbiamo definire meglio il termine “tentativo”. L’evoluzione è cieca. Così come le prime cellule non stavano cercando attivamente di creare organismi pluricellulari, come querce, uccelli e formichieri, gli esseri umani non stanno deliberatamente cercando di dare il via a un nuovo livello evolutivo. È solo la cristallizzazione della somma totale di molti millenni di strategie di sopravvivenza. 

Da un lato la comparsa di questo nuovo stadio è miracolosa, ma allo stesso tempo c’è in essa un che di inevitabile. L’evoluzione non ha fretta. Ci possono volere migliaia, milioni, addirittura miliardi di anni perché si formi un nuovo livello operativo con una propria interfaccia, ma quando accade, partendo da una quantità incalcolabile di configurazioni arbitrarie, i vantaggi evolutivi saranno tali che si consoliderà da sé. È quello che è successo con gli atomi, che si sono stabilizzati in strutture molecolari poco dopo il Big Bang. È successo con le molecole, che si sono organizzate in strutture cellulari. È successo con gli organismi pluricellulari, nei quali singole cellule hanno unito le forze per salvaguardarsi meglio. E succederà con gli organismi memetici che emergono durante l’ottavo stadio evolutivo. Il processo può essere rapido o lento. Ma dando per scontato che la dinamica naturale dell’evoluzione di costruire su livelli precedenti di complessità continui, una cosa è certa: succederà. 

Rendersi conto di non essere la specie dominante sulla Terra ci ridimensiona. Ma siamo comunque incredibilmente straordinari. Gli esseri umani fanno parte del settimo livello evolutivo, ma siamo quelli che hanno dato il via all’ottavo stadio. Da ciò derivano potere e responsabilità. La nascita di organismi memetici non sta trasformando solo l’intera faccia della Terra, ma anche i livelli evolutivi più vecchi. Gli atomi vengono scissi, le molecole vengono progettate, il DNA sintetizzato, le cellule programmate, le piante selezionate, gli animali incrociati, e anche noi stessi stiamo cambiando.

Koert van Mensvoort
Designer, artista e filosofo, Koert van Mensvoort è conosciuto in tutto il mondo per l’elaborazione della sua nozione di NextNature, un’idea secondo la quale la tecnosfera sarebbe diventata talmente complessa e onnipresente da rappresentare una forma di natura a sé stante. Noto soprattutto per i suoi provocatori progetti artistici e ha pubblicato diversi libri tra cui Save the Humans, Pyramid of Technology, What Yuo See Is What You Feel, In Vitro Meat Cookbook. NextNature è il suo primo libro tradotto in italiano.