5 Marzo, 2021

Kauffman: un istante o 4 miliardi di anni

Stuart Kauffman, Un mondo oltre la fisica. Nascita ed evoluzione della vita, tr. Mauro Ferraresi, Codice Edizioni, pp. 176, euro 17,00 stampa, euro 12,99 epub

Quattro miliardi di anni fa Patrick, Rupert, Sly e Gus sono quattro protocellule agli albori della biosfera che pensano solo a riprodursi (per divisione cellulare, appunto) e a rimpinzarsi di “roba”, immersi in uno stagno che possiamo immaginare a metà strada tra Laguna Blue senza Brooke Shields e il brodo primordiale ipotizzato un secolo fa da Oparin e Haldan.

Un giorno, per una serie di circostanze fortuite (leggi: di preadattamenti darwiniani) Patrick, Rupert, Sly e Gus stabiliscono nuove relazioni: in pratica i “Rupert” si nutriranno dei Patrick che, saldamente agganciati alla roccia grazie ai provvidenziali Sly, permetteranno, loro malgrado, agli appiccicosi Gus di nutrirsi a loro volta. Ognuno ha trovato la sua nicchia, uniti danno vita al primo “insieme collettivamente catalitico” grazie a cui potranno riprodursi più rapidamente e attendere il corso della selezione naturale che, come è noto, è piuttosto lento.

Può ricordare l’incipit delle Cosmicomiche di Italo Calvino, invece è il climax e il punto di svolta di Un mondo oltre la fisica. Nascita ed evoluzione della vita, ultimo libro di Stuart Kauffman, uno dei maggiori teorici della complessità dei sistemi biologici. Kauffman, che oggi dirige l’Institute for Biocomplexity and Informatics presso l’Università di Calgary, ci ha abituato dai tempi del Santa Fe Institute alla centralità dei concetti di auto-organizzazione e di autocatalisi in relazione all’origine della vita, in convergenza più o meno parallela con la riflessione sull’autopoiesi e la nascita della coscienza portata avanti negli stessi anni ’90 da Maturana e Varela.  Nella visione di Kauffman le dinamiche del biologico non sono prevedibili: “al di sopra del livello dell’atomo”, più sono complesse le molecole più sfuggono a una distribuzione ergodica, cioè a una scansione esaustiva e a un equilibrio predicibile.  Cioè, in ultima analisi, alle leggi della fisica classica, perché il tutto non è mai caratterizzabile attraverso l’osservazione della parte. Le possibilità evolutive (“l’adiacente possibile” in gergo kauffmaniano) sono troppe, perché nella biosfera more is different. “Se le 1080 particelle dell’universo non facessero altro dai tempi del Big Bang che produrre proteine […] ci vorrebbero 10 39 volte i 13,7 miliardi di anni della storia dell’universo per produrre tutte le possibili proteine lunghe 200 aminoacidi”. Tornando a Patrick e ai suoi amici il mistero per la scienza in realtà non sono loro, protocellule ormai fatte e finite, ma quello che le avrebbe precedute, nel passaggio dall’inorganico al biologico e all’apparizione di uno straccio di agency sul nostro pianeta (ma forse non solo, a pensare alle 14.000 diverse sostanze chimiche organiche presenti nel meteorite Murchison).  La vita è in definitiva una lotta tra l’ordine e l’entropia e contro il secondo principio della termodinamica: qualsiasi sistema chiuso, se abbandonato a se stesso, tende ad assumere la condizione di massima probabilità e, in pratica, si avvia verso lo stato di massimo disordine.

Kauffman indica la soluzione nel “lavoro propagante”, che in uno stato di non equilibrio del sistema potrebbe essere incanalato attraverso i vincoli (“chiusure”) generati dall’emergere di insiemi autopoietici che a loro volta lo alimentano. Il cerchio si chiude così e il ciclo estende, poco dopo, fino a ottenere un primo embrione di metabolismo che stabilizza il processo. Per farlo, e dimostrare la possibilità della sua narrazione scientifica, Kauffman ricorre a una simulazione attraverso la teoria dei grafi e ad alcune idee del matematico ungherese Paul Erdös sulle reti.

Se a scuola ti insegnano che prima viene la fisica e gli atomi, poi la chimica e le molecole, infine la biologia con le sue cellule e i rinoceronti, in una specie di piramide rovesciata dall’infinitamente piccolo all’inspiegabilmente vivente, il libro, a partire dal titolo (Oltre la fisica) espone una polemica per nulla velata con queste gerarchie tradizionali del sapere. Una polemica che ha buon gioco con il mondo “macchinico” e causale della fisica “classica”, galileiana e newtoniana (l’unica prevista, per altro, per il triennio nei licei classici e in pratica anche nel quinquennio degli scientifici) ma che interroga indirettamente anche la fisica dei nostri giorni. Come ha osservato su Nature (https://www.nature.com/articles/d41586-019-01318-z) Sara Imari Walker, astrobiologa, fisica teorica e responsabile di due dipartimenti sui sistemi complessi presso l’Università dell’Arizona: “Sono d’accordo con Kauffman che la vita non può essere spiegata dalle leggi attuali della fisica, ma contesto la sua opinione che la risposta si trovi “oltre” la fisica. […] Il filo rosso che spiega la vita può essere qualcosa di statistico, come propone Kauffman, ma avrebbe ancora proprietà simili a “leggi” […] Questa visione unificante sembra in linea con ciò a cui Kauffman dà seguito. Ma suggerisce che una spiegazione possa richiedere una nuova fisica”.