Tuesday, December 04, 2007

Oltre il gene. Una (lunga) riflessione sul gene

In un articolo su PlosOne, la rivista scientifica gratuita on-line, la filosofa e storia della scienza Evelyn Fox Keller e il matematico David Harel esplicitano una lunga riflessione sul concetto di gene, che è diventato sempre più confuso da quando è stato proposto all'inizio del secolo scorso (qui una breve descrizione in italiano e qui una molto più lunga in inglese - entrambe da Wikipedia).

Secondo Fox Keller e Harel la realtà del gene diventa, man mano che la si studia, sempre più sfumata e difficile da cogliere. Introducendo concetti che hanno più a che fare con la logica che con la realtà fisica del gene (come quello di dene, che sarebbe una proprietà di tratti del Dna o dell'intero genoma, non la sua realtà fisica) gli autori cercano di superare le difficoltà di avere a che fare con sequenze che cambiano di significato ogni volta che si modifica il "clima" della cellula, e che possono produrre proteine diverse secondo le condizioni e il momento della vita.

L'articolo è molto lungo e difficile, a volte pare più un esercizio di logica che un articolo di biologia, ma la proposta sembra stimolante e interessante. Anche se sono già giunte critiche, a volte feroci, da parte dei genetisti, che accusano gli autori di non conoscere bene la genetica e di utilizzare a volte un linguaggio eccessivamente complesso e addirittura post-moderno; un'offesa gravissima, se rivolta a uno scienziato.
Un esempio delle critiche in questo post di un blog appartenente a un genetista.

Marco Ferrari

Come antichi gorilla

Nella specie nostra progenitrice Paranthropus robustus i maschi crescevano molto più lentamente rispetto alle femmine, come avviene nei gorilla attuali. Questo pattern di crescita si rifletteva sulle strategie sessuali e sull'organizzazione dei gruppi sociali.

Nelle specie di primati che presentano dimorfismo sessuale i maschi spesso arrivano alla maturità sessuale più tardi rispetto alle femmine ma continuano a crescere più a lungo, raggiungendo delle dimensioni superiori. In questi casi, vi è una notevole differenza tra individui maschili giovani e più anziani per quanto concerne la taglia e la morfologia del corpo e a volte anche la colorazioni della pelliccia.
Uno studio, pubblicato sulla rivista Science, ha descritto una specie di ominidi vissuta tra circa 2 e 1,5 milioni di anni, il Paranthropus robustus, dimostrando come la crescita e lo sviluppo degli individui siano simili a ciò che si osserva oggi nei gorilla (Gorilla gorilla) e che tale specie fosse caratterizzata da un dimorfismo sessuale molto più accentuato di quello che si pensava fino ad ora. I ricercatori, tra cui figura Jacopo Moggi-Cecchi dell'Università di Firenze, hanno eseguito un'analisi su 35 campioni fossili di crani appartenenti ad altrettanti indivudui e rinvenuti nelle località Swartkrans, Drimolen e Kromdraii, nel Cradle of Humankind World Heritage Site del Sud Africa.
Dall'analisi, che ha preso in considerazione la crescita e l'usura dei denti e la dimensione dei crani, emergerebbe una notevole differenza tra maschi adulti giovani e maschi adulti vecchi, dimostrando che la crescita continua anche molto dopo il raggiungimento dell'età adulta, e tra i maschi e le femmine, proprio come avviene nei gorilla. In questa specie, infatti, i maschi continuano a crescere anche dopo la comparsa dei denti del giudizio e raggiungono le dimensioni definitive e la colorazione tipica della pelliccia, che si presenta di colore grigio argenteo sulla schiena nei maschi dominanti, quando le femmine coetanee hanno già iniziato ad avere figli.
Da questi risultati si può ipotizzare che il sistema socio-sessuale di Paranthropus robustus fosse simile a quello dei gorilla attuali: gruppi familiari composti da femmine e cuccioli con al vertice un maschio dominante, che ottiene il controllo solo in età adulta avanzata. In questo contesto, i giovani maschi che raggiungono la maturità vengono cacciati dal maschio dominante, in quanto potrebbero costituire una minaccia per il proprio controllo del gruppo, e devono attendere di crescere ancora prima di tentare di subentrare ad un capo-branco. Questo periodo di vita solitaria si trasforma in una condizione molto rischiosa per i giovani, che risultano più soggetti a predazione da parte dei grandi carnivori. Non è un caso, sostengono i ricercatori, che la maggior parte dei resti ritrovati in prossimità dei luoghi di caccia e foraggiamento di leopardi e iene siano di individui di sesso maschile.
Il pattern di crescita lento e il sistema socio-sessuale basato sulla monopolizzazione di un gruppo di femmine causano dunque un alto livello di mortalità soprattutto nei maschi troppo giovani per poter essere maschio dominante ma allo stesso tempo troppo vecchi per poter essere protetti da un branco.
Questo modello di crescita rallentata per gli individui di sesso maschile ha lasciato un segno, anche se non particolarmente accentuato, nella nostra specie: tutti sanno, infatti, che i ragazzi maturano più lentamente delle coetanee.

Andrea Romano

Riflessioni sulla biologia moderna

Invito alla lettura della review di M. Ruse...attenzione, il contenuto del saggio è ancora provvisorio!

Ecco il saggio:The new biology: beyond the Modern Synthesis
Michael R Rose, Todd H Oakley
Biology Direct 2007, 2:30
Dal sito della rivista riporto:
Background: The last third of the 20th Century featured an accumulation of researchfindings that severely challenged the assumptions of the “Modern Synthesis” whichprovided the foundations for most biological research during that century. Thefoundations of that “Modernist” biology had thus largely crumbled by the start of the 21stCentury. This in turn raises the question of foundations for biology in the 21st Century.Conclusions: Like the physical sciences in the first half of the 20th Century, biology atthe start of the 21st Century is achieving a substantive maturity of theory, experimentaltools, and fundamental findings thanks to relatively secure foundations in genomics.Genomics has also forced biologists to connect evolutionary and molecular biology,because these formerly Balkanized disciplines have been brought together as actors onthe genomic stage. Biologists are now addressing the evolution of genetic systems usingmore than the concepts of population biology alone, and the problems of cell biologyusing more than the tools of biochemistry and molecular biology alone. It is becomingincreasingly clear that solutions to such basic problems as aging, sex, development, andgenome size potentially involve elements of biological science at every level oforganization, from molecule to population. The new biology knits together genomics,bioinformatics, evolutionary genetics, and other such general-purpose tools to supplynovel explanations for the paradoxes that undermined Modernist

.....sulla stessa rivista segnalo anche questi saggi:
Hypothesis
The Biological Big Bang model for the major transitions in evolution
Eugene V Koonin
Biology Direct 2007, 2:21 (20 August 2007)
Hypothesis
On the origin of the translation system and the genetic code in the RNA world by means of natural selection, exaptation, and subfunctionalization
Yuri I Wolf, Eugene V Koonin
Biology Direct 2007, 2:14 (31 May 2007)

Paolo Coccia

L’ora di supplenza di novembre 2007. A cura di Alessandra Magistrelli

Cominciamo da un grande chimico tedesco Friedrich August Kekulé von Stradonitz.

Oggi il supplente è particolarmente nervoso.

Ha seguito su un sito web l’ intervista all’on. Cesa che il 4 ottobre 07, durante la riunione del Consiglio d’Europa in cui si è votato contro l’insegnamento del ‘creazionismo scientifico’ nelle scuole, si è espresso a favore del creazionismo, cioè si è dichiarato d’accordo nello spiegare in classe , insieme alla teoria dell’evoluzione, l’ipotesi di un ‘disegno intelligente’ che dia senso alla grande complessità dei viventi. Forse per abituare i ragazzi ad ascoltare più campane.

Il supplente è molto nervoso perché ha trovato le risposte dell’onorevole Cesa particolarmente sfuggenti, vaghe, come se in realtà non sapesse troppo bene di cosa si stava parlando, mentre il supplente - precario da una vita , che si è sciroppato all’università 5 anni di Scienze naturali o biologiche, più 2 infernali anni alla SSIS, per tacere dei centinaia di chilometri in auto su e giù per la città, per il contado, per la regione, a sostituire colleghi malati o dediti alla cura della prole - non sopporta l’ignoranza.

Ha deciso perciò di dedicare le sue saltuarie lezioni alla descrizione della storia di quegli scienziati che, pur importanti per la storia della Scienza, per le cause più diverse ( complotti di colleghi gelosi, vicende storiche, casi fortuiti, aspetti meno noti di una loro difficile personalità) e pur meritando un posto nel Pantheon dei Grandi Scienziati, ne sono stati estromessi o perché non abbastanza ‘normali’ da essere accettati come glorie nazionali o perché, comunque, presentavano qualche distonia che li ha resi dei Carneade.

Carneade: come dimenticare la famosa frase che Manzoni mette in bocca a Don Abbondio ?
« Carneade! Chi era costui?-ruminava tra sé don Abbondio, seduto sul suo seggiolone in una stanza del piano superiore, con un libricciolo aperto davanti quando Perpetua entrò a portargli l’imbasciata - « Carneade! questo nome mi par bene d’averlo letto o sentito; doveva essere un uomo di studio, un letteratone del tempo antico:è un nome di quelli; ma chi diavolo era costui?....» ( I Promessi Sposi, cap.VIII).
Quanti Carneade annovera la storia degli scienziati? Menti grandi, grandissime, che hanno lasciato all’umanità un capitale di intuizioni, di scoperte, d’invenzioni, ma che poi sono stati dimenticati, o corrono il rischio di esserlo.

Un esempio : il grande chimico tedesco Friedrich August Kekulé von Stradonitz.
Kekulé nasce il 7 settembre 1829 a Darmstadt, capitale dell’Assia e oggi sede della Technische Universität, fondata nel 1877 e tuttora tra le maggiori della Germania.
Nel 1855 il ventiseienne Kekulé è già professore di Chimica nella prestigiosa università di Heidelberg, nel 1858 passa a insegnare a Gand e nel 1867 a Bonn, dove resta fino alla morte avvenuta nel 1896.

Nella storia della Scienza il nome di Kekulé è sinonimo di Chimica organica
e soprattutto di benzene. Nella prima metà dell’Ottocento, quando erano note solo le formule molecolari e s’ignoravano ancora quelle di struttura, la costituzione delle sostanze organiche rappresentava un notevole problema teorico. La valenza del carbonio era allora sconosciuta, né si riusciva a stabilire quale fosse esattamente il rapporto di combinazione tra carbonio, idrogeno e ossigeno nei composti organici ternari.

Il chimico Wöhler ( quello che sintetizzò l’urea in laboratorio) diceva della giovane Chimica organica : “... è come una foresta tropicale, riempita di cose interessanti e di una mostruosa e illimitata vegetazione, dalla quale è impossibile districarsi e in cui è pauroso entrare ”.
Fu appunto Kekulé che, studiando i composti in cui il carbonio è presente con un solo atomo (CO2, CH4, CS2..), scoprì che in questi esso era sempre tetravalente, per cui ipotizzò che in tutti i suoi composti dovesse avere valenza 4 e che fossero moltissimi quelli in cui gli atomi di carbonio si legavano fra loro a formare delle catene.

Più tardi Kekulé si dedicò allo studio della struttura del benzene ( C6H6), scoperto nel 1825 da Faraday che lo estrasse dal petrolio. C6H6 è una sostanza liquida dall’odore intenso e particolare (da qui il nome di composto aromatico), la cui molecola contiene poco idrogeno rispetto agli idrocarburi saturi e insaturi di cui si conosceva già la formula generale.
Si doveva perciò ipotizzare la presenza di doppi legami tra atomi di carbonio, in contrasto col fatto che il benzene è una sostanza ‘pigra’ che non addiziona facilmente idrogeno. Si sa infatti che la presenza in una molecola di doppi legami (C=C) tra atomi di carbonio, la rende molto reattiva.
Diversi chimici avevano proposto una formula di struttura per il benzene ( Claus, Dewar..), fu però Kekulè a suggerire per questo importante composto una struttura ciclica esagonale, in cui i doppi legami non sono fissi ma si spostano in continuazione, oscillando tra gli atomi di carbonio occupanti i vertici di un esagono.
La numerosa famiglia degli idrocarburi aromatici deve molto a Kekulè: per prima cosa la sua stessa costituzione. Il modello di anello benzenico da lui ideato infatti fece scuola, permettendo la scoperta di numerosi composti con proprietà simili al capostipite.
Ma come riuscì Kekulé ad arrivare al suo « Eureka!»? Stando a ciò che lui stesso ha lasciato scritto poco prima di morire, una sera del 1856 – ormai stanchissimo - si addormentò davanti al caminetto acceso, dove guizzavano lingue di fuoco. Fece allora uno strano sogno in cui un serpente, tutto attorcigliato su sé stesso, si mordeva la coda. Svegliatosi di colpo, lavorò tutta la notte stimolato dall’enigmatico sogno finché non giunse a disegnare la formula di struttura del benzene: un esagono con doppi legami alternati a legami semplici. (Fig. 1 o Fig. 2)

Peccato che nel 1984 alcuni chimici americani abbiano scoperto che in realtà il francese Laurent, nel 1844 (12 anni prima del sogno descritto da Kekulé), avesse già pensato per il benzene a una molecola di forma esagonale e che - è accertato- Kekulé conoscesse il lavoro di Laurent.
A parte quest’ombra (Kekulé genio ‘copione’?), la grandezza del chimico tedesco rimane indiscutibile, anche per il suo impegno come organizzatore del ‘Primo Congresso Internazionale di Chimica’ tenutosi a Karlsruhe nel 1860.
Il motivo che spinse Kekulé a sobbarcarsi un impegno del genere, fu soprattutto la necessità di mettere ordine nella nomenclatura chimica, che fino ad allora non conosceva regole per cui le sostanze avevano nomi diversi a seconda delle diverse scuole di ricerca.
In quello storico congresso ( dove tra l’altro, il palermitano Stanislao Cannizzaro, dati alla mano, convinse gli scienziati convenuti ad accettare la teoria molecolare di Amedeo Avogadro ) si giunse a un accordo sui simboli chimici da usare universalmente, sulla definizione di termini come peso equivalente e sulla procedura da usare per calcolare i pesi atomici.

Ma allora perché , nonostante tanti meriti scientifici e organizzativi, Kekulé si avvierebbe a diventare un ennesimo Carneade? Purtroppo non mancano segnali ad alimentare il nostro pessimismo: è noto da tempo che il glorioso Dipartimento di Chimica dell’università di Karlsruhe a lui dedicato , ha chiuso per una drastica diminuzione del numero d’iscritti alle facoltà scientifiche in Germania (come avviene anche in Italia e nel resto d’Europa). Chi si ricorderà tra qualche tempo del prestigioso chimico che ha ‘sognato’ la formula del benzene?

Il supplente conclude la storia del Carneade- Kekulé facendo fare a tutti gli studenti un compito scritto, a sorpresa, sugli idrocarburi saturi e insaturi ( nomi, proprietà, formule di struttura e razionali).

Alessandra Magistrelli

Dimentichiamo.......... ovvero Viva la Libertà

Giorgio Bardelli (curatore al Museo di Storia Naturale di Milano) ci manda questo simpatico e "corrosivo" articolo che volentieri pubblichiamo.

Tutti a raccolta, in alto le fiaccole, è ora di metterci in marcia contro la dittatura del positivismo!
Per i nostri ragazzi, per la Cristianità, per la libertà di pensiero, spazziamo via dai libri di scuola tutte le menzogne che la scienza ci propina! Questa è una battaglia per la verità e per il popolo.

Dimentichiamo Niccolò Copernico: è evidente per tutti che il Sole si muove nel cielo, chiunque lo può constatare, ma per cinque secoli gli scienziati sono riusciti, incredibilmente, a convincerci del contrario. Svegliamoci, usiamo la nostra testa, senza più farci truffare da falsi maestri!

Dimentichiamo Isaac Newton: l’assurda legge che porta il suo nome, secondo la quale oggetti che non si toccano si attrarrebbero a vicenda, è un’evidente falsità! Forse che due mele, appoggiate sul tavolo, rotolano l’una verso l’altra? Dove si è mai vista una cosa simile?

Dimentichiamo Eratostene, e con lui tutta la congrega di assertori della sfericità della Terra: forse che andando in Australia ci sentiamo venire il sangue alla testa, o ci escono gli oggetti dalle tasche, o ci ritroviamo la cravatta davanti al naso? La superficie dell’acqua in una scodella è chiaramente piatta, perché non dovrebbe esserla anche quella dell’oceano? Nemmeno Cristoforo Colombo, povero stupido, è mai arrivato in Oriente, contrariamente a quanto vogliono farci credere!

Dimentichiamo Werner Heisenberg e il suo insulso principio di indeterminazione: forse che la pattuglia della polizia stradale non è in grado di dirvi contemporaneamente dove eravate e a quale velocità stavate viaggiando?

Dimentichiamo Albert Einstein: la sua relatività è una teoria distruttiva, uno sterile cerebralismo, che mina la Verità dell’Assoluto, peraltro in clamorosa e dichiarata contraddizione con il suo collega Newton. Dove sarebbe, quindi, la verità della scienza? Che dire, inoltre, della bomba atomica?

Dimentichiamo le scoperte di Edward Jenner, Louis Pasteur e Robert Koch: con le loro cure delle malattie infettive, hanno provocato un aumento gigantesco del numero di morti per tumore. E adesso gli scienziati ci chiedono continuamente montagne di soldi per la ricerca sul cancro!

Dimentichiamo Ignàc Semmelweis: la vita umana è nelle mani della Provvidenza, nessuno di noi ha il diritto di stabilire se una donna su tre deve o non deve morire di parto in ospedale!

Dimentichiamo Albert Sabin e il suo vaccino contro la poliomielite: egli rinunciò a brevettarlo per garantirne la massima diffusione nel mondo. Dato che nessuno può essere così stupido da rinunciare a una fonte di guadagno così grande, deve certamente aver avuto un secondo fine. Ancora oggi non sappiamo quali effetti nocivi il vaccino abbia diffuso nella popolazione mondiale. Questo dimostra quanto gli scienziati siano subdoli e malvagi!

Dimentichiamo René-Just Hauy e tutti gli altri studiosi della cristallografia: rivendichiamo la libertà di credere che le forme perfette dei cristalli siano il risultato di influssi celesti e, come tali, portatrici di proprietà curative. Perché togliere le speranze ai malati?

Dimentichiamo Denis Papin e la sua prima macchina a vapore: noi siamo contrari alla pentola a pressione!

Dimentichiamo gli studi di Alessandro Volta e James Maxwell: l’elettricità uccide molte persone ogni anno, e per di più ci induce a fare tardi la sera, corrompendo le nostre abitudini. Non andare a letto presto ha provocato una riduzione delle nascite, con il risultato che la società occidentale, altrimenti superiore alle altre, è oggi in piena decadenza!

Dimentichiamo Carlo Linneo: che senso ha perdere tempo e denaro per dare un nome a tutti quegli insignificanti esseri disgustosi che vivono nella terra e nelle profondità marine, i quali non sono di nessuna utilità per noi?

Dimentichiamo Gregor Mendel e la genetica: dietro questa scienza, contraria alla dignità dell’uomo, si nascondono terribili minacce per l’umanità!

E soprattutto dimentichiamo Charles Darwin, anche se non ci è chiaro il perché. Ma è proprio questo che ci procura il maggior fastidio.

Rivendichiamo in ogni caso a voce alta, per il nostro bene e per il bene dei nostri figli, la libertà di bruciare streghe sui roghi!

Proponiamo infine, per risolvere i problemi della disoccupazione e dell’economia, di utilizzare tutti i fondi fino ad ora sprecati nella ricerca scientifica per promuovere con ogni mezzo le attività di astrologi, maghi, cartomanti, guaritori, pranoterapeuti e indovini, nonché la vendita di alghe dimagranti, di amuleti e di numeri del lotto. Milioni di Italiani sono con noi: ciò significa che si produrrebbe un enorme giro d’affari, e avremmo abbastanza denaro per risolvere tutti i problemi.

Giorgio Bardelli