Modello Cellulare, Fenomenologia, Superamento della Soglia, Energia ed Equità
di
Paolo Lapponi

La Cellula è dunque un sistema “autopoietico” nel dominio biologico-cognitivo. Su scale dimensionali topologicamente differenti, potremo sostenere che tutta l’organizzazione della vita sul pianeta è realizzata sul modello cellulare, con il quale condivide alcune caratteristiche strutturali essenziali, innanzitutto la “membrana permeabile”, che chiamerei in senso lato “capsula permeabile”. Anche il corpo umano possiede queste caratteristiche. Anche il suolo terrestre non cementificato possiede queste caratteristiche. Anche la biosfera possiede queste caratteristiche: la biosfera rappresenta quella esclusiva ed unica “capsula permeabile” entro la quale è possibile la vita nel sistema solare. Per avere un’idea della limitatezza del nostro spazio vitale, la porzione del pianeta contenuta nella sua capsula permeabile in cui possiamo vivere è solamente il 4% della superficie terrestre per un’altezza di circa 10 chilometri di troposfera: se si riduce il pianeta alle dimensioni di un mappamondo da tavolo corrisponde ad un sottilissimo velo di vernice. Tutto qui lo spazio a disposizione per la vita umana.

Occorre perciò tornare a sottolineare come la “permeabilità” della membrana sia una delle chiavi per la comprensione dei meccanismi di una “macchina morbida”, cioè di una struttura vivente in grado di evolvere, di dissipare, di assemblare, di comunicare e quindi di scambiare energia, materia e segnali con l’esterno.

Questa caratteristica è essenziale alle forme di vita che conosciamo perché consente loro di non essere – dal punto di vista termodinamico – né un “Sistema Chiuso” né un “Sistema Aperto”, bensì appunto – sfuggendo a Carnot – di essere un sistema selettivamente permeabile, in quanto tale potenzialmente autopoietico, autogenerante, autoreplicante, in grado cioè di realizzare forme organizzate e strutture emergenti nel contesto dell’irreversibilità cogente del tempo.

Nell’ambito della chimica del Carbonio le membrane a doppio strato lipidico si possono considerare le prime strutture viventi che compaiono sulla terra, poco dopo o addirittura contestualmente alla sua formazione: goccioline di grasso che si formano spontaneamente (autopoietiche) in soluzione acquosa e che possiedono la capacità di essere appunto “selettivamente” permeabili.

Il nostro corpo è formato da strutture molto più evolute delle primitive goccioline di fosfolipidi apparse 4 miliardi di anni fa. La cellula eucariote, dotata di nucleo contenente il DNA , è comparsa molto più tardi, circa 1.5 miliardi di anni fa, quando, sia la biosfera del nostro pianeta, sia il ciclo notte/giorno si stavano lentamente stabilizzando. La sua apparizione rappresenta un punto di arrivo talmente decisivo del percorso evolutivo che viene spesso denominata “la rivoluzione della cellula eucariote”. La sua complessità non è descrivibile in poche parole. Watson insieme ad altri autori le dedicano un intero volume di 1200 pagine, “La biologia molecolare della Cellula”, magistralmente tradotto ed edito da Zanichelli, prima edizione italiana 1984.

Ciò che ora mi interessa però sottolineare è una caratteristica particolare di questa cellula complessa, proprio quella cellula che Pirsig – con la libertà concessa linguisticamente al romanziere – immagina dotata di “intelligenza”. Per descrivere questa caratteristica credo sia utile avere a portata di mano il testo proposto da Francisco Varela “Neurofenomenologia”, nella specifica parte in cui affronta la “riduzione”, e in particolare nella sua analogia con il “dubbio”. Per quale motivo? Perché “l’intelligenza” di una cellula eucariote può funzionare solamente con meccanismi dotati di un certo grado di “imprecisione”. Quella che a me piace chiamare una “macchina morbida” ha cioè un bisogno imprescindibile di poter “sbagliare”, nella sua stessa natura è obbligatoriamente iscritto l’”errore”, nella sua dinamica del disequilibrio è necessario inserire una variabile nuova, la “trasgressione”: una serie linguistica e terminologica che allude facilmente alla condizione umana tipicamente imperfetta dello “stato del dubbio”.

Torna utile descrivere brevemente la complessità della nostra forma di vita. Per far questo il sistema biologico che a me sembra più indicato è il “sistema immunitario”: perché è il sistema naturale di riconoscimento della singolarità umana, l’individuo specificamente “tipizzato”; perché allo stesso tempo è un sistema di difesa e d’identificazione somatica corpo-mente. Il sistema immunitario – peraltro tra i più conosciuti fra i sistemi biologici complessi – origina dai primi “cordati”, evolve nei vertebrati marini (i primi ad avere un sistema gruppo/sanguigno sono pesci simili alla Lampreda), ed esplode infine in tutta la sua potenza nei mammiferi superiori.

Il sistema immunitario evolve a livello midollare contestualmente al sistema neurale con il quale condivide connessioni strettissime che comunicano con il cervello. Allo steso modo esso è connesso al sistema endocrino che pure alloca in precise aree del cervello i suoi meccanismi di regolazione.

Il primo grande studioso moderno del sistema immunitario è il premio Nobel MacFarlane Burnett, dell’Università di Sidney, che negli anni 60 utilizzerà per la prima volta il termine “network” per descrivere l’architettura di un sistema complesso vivente ad altissimo rendimento. Dunque la prima Rete sistemica e complessa, evoluta dalla lunga storia dei vertebrati, abita nel nostro stesso corpo.

Per avere una modesta idea della sua efficienza: dall’inizio del contatto infettivo alla reazione immunitaria in un brevissimo lasso di tempo ogni Ribosoma di un linfocita B assembla a pieno regime un’immunoglobulina ogni 30/40 secondi. In un linfocita B si possono attivare centinaia di Ribosomi tutti contemporaneamente impegnati nella realizzazione della stessa immunoglobulina. Una risposta immunitaria efficace metterà in campo migliaia di linfociti B preposti dalla precedente memoria timica alla produzione simultanea di uno specifico anticorpo monoclonale in milioni di esemplari.

La catena di montaggio inizia con l’apertura e la lettura del “gene” all’interno del nucleo; prosegue con la trasmissione del messaggio per mezzo dell’RNA messaggero il quale comunica il segnale all’esterno del nucleo; continua con la traduzione del messaggio a livello dei Ribosomi i quali disposti sull’apparato di Golgi assemblano gli amminoacidi in una proteina completa (o quasi completa) al ritmo di una ogni 30 secondi.

Contemporaneamente nel citoplasma si attivano i processi che provvedono alla disponibilità di amminoacidi allo stessa velocità con la quale essi vengono incorporati nella proteina. Milioni di IgG al minuto attraversano allora la “membrana permeabile” riversandosi nella corrente sanguigna all’attacco dello specifico bersaglio non self. Allo stesso tempo la temperatura corporea sale intorno ai 40°C come ulteriore meccanismo termico di attacco all’antigene: questa è più o meno la massima dissipazione calorica della nostra “macchina morbida”.

La coordinazione di tutti i reparti coinvolti, il sistema di segnaletica on/off, i meccanismi a retroazione che regolano i flussi, lo stop and go degli “operon” disvelati da Monod, l’incredibile rapidità della comunicazione elettrochimica neuro/endocrino/immunitaria, la stupefacente velocità di tutta questa complessità biomeccanica, dinamica e tridimensionale è tale da rimanere attoniti, è tale da far girare la testa.

Un Ribosoma Linfocitario assembla un’IgG in 30′

Questo rapidissimo flash in primo luogo suggerisce un’immagine quasi statica del DNA, il quale viene processato, manipolato, tagliato, cucito e infine rimpacchettato: la vera complessità sistemica non appartiene tanto al DNA, bensì alle cellule, alle loro membrane, ai loro apparati interni e alle connessioni neuro/endocrine.

In secondo luogo è facilmente immaginabile come un meccanismo di tale complessità e di tale velocità di funzionamento possa autogenerare “errori”, o possa essere indotto all’errore da una moltitudine di agenti endogeni o esogeni, fisici, chimici ed emozionali. Ciò spiega peraltro il noto fenomeno della variabilità.

Ora se io immagino un’intelligenza artificiale, una rete neurale, una “macchina dura” con capacità di “apprendimento” e dotata di linguaggio, essa per analogia e per sua stessa natura dovrà essere egualmente provvista di un certo grado di “imprecisione”. Le primitive reti neurali in grado di “apprendere” realizzate da Domenico Parisi contenevano già questo principio. E, per quanto ne so, questa strada sperimentale è tutt’ora ampiamente battuta.

Ma a questo punto mi interessa spingere a fondo questo concetto dell’imprecisione molecolare, dell’inevitabilità dell’errore, della possibilità di sbagliare sussunta nella materia biologica – qui è racchiusa per me la grande suggestione del “libero arbitrio” che riporta all’imperfetta condizione umana dello “stato del dubbio”. Qualcuno ha usato addirittura il termine “sovversione” per indicare un carattere insopprimibile dell’emergenza, che ha origine dalla nascita del Tempo ed evolve fino alla coscienza.

D’altronde – ed eccoci ad un altro punto chiave – un sistema autopoietico che produce “errore” deve possedere anche un adeguato dispositivo di riparazione/manutenzione. Questo dispositivo è a sua volta un “sistema complesso” che agisce con modalità multitasking su tutti i sistemi attivati dalle funzioni metaboliche.

L’equilibrio tra errore e riparazione è definibile innanzitutto da un rapporto quantitativo, ovvero quantità di errore/capacità di riparazione. Il numeratore di questo rapporto nel corso della vita umana subisce un incremento irreversibile, il cui risultato – dovuto all’eccessivo accumulo d’errore – è la malattia e infine la morte. Superata una determinata “soglia” il dispositivo riparatore va in tilt, l’efficacia del sistema immunitario diminuisce, la cellula neoplastica – la malattia per antonomasia – prende il sopravvento.

Per inciso, a questo proposito è essenziale accennare all’importanza di quella situazione particolarissima del ciclo giorno/notte causata dal moto planetario la quale incide primariamente sui dispositivi di riparazione delle forme viventi eucariote pluricellulari superiori, sia nel mondo vegetale che in quello animale: è la condizione del dormire. La diminuzione delle ore di sonno e le difficoltà nel dormire riflettono, nella vita umana con l’avanzare dell’età, il minor rendimento dei dispositivi di riparazione.

Il superamento di una determinata “Soglia” [che ha nel concetto di massimo/minimo il suo equivalente matematico in topologia differenziale], il superamento di un “cut-off” rispetto all’accumulo di errore è dunque un momento significativo nella complessità dei sistemi viventi. Renè Thom analizza questi momenti culminanti descrivendo 7 archetipi, o tipologie morfogenetiche di catastrofi. Nulla di sorprendente se una delle forme di catastrofe analizzata da Thom è a livello della “gastrula”, cioè della nascita. La nascita di una struttura emergente, la nascita di una forma vivente è una catastrofe, così come lo è la sua morte. La storia del nostro pianeta, la storia dei sistemi viventi che esso ospita, la storia della nostra stessa vita – ontologicamente e filogenicamente – è dunque una storia costellata inevitabilmente da catastrofi. Cioè da un periodico e ciclico superamento della Soglia.

È opportuno aprire qui un’importante parentesi per chiarire una volta per tutte una sorta di “equivoco” tra il concetto di “macchina morbida” e le cosiddette Biotecnologie. L’avvento del potere postgenomico, cioè una tecnologia politica che stabilisce un potere bioeconomico sulla vita ha generato in pochissimi anni un mercato globale di massicci investimenti in campo farmaceutico, diagnostico, agricolo, genetico. Una sentenza della Corte Suprema USA ha consentito che anche ingenti risorse pubbliche venissero ricanalizzate dalla ricerca sul cancro all’industria biotecnologica. L’equivoco cui accenno ha il suo culmine nel finanziamento del Progetto Genoma che ha a che fare con una visione riduzionista dei sistemi viventi. Infatti “l’intelligenza” delle cellule, la vera complessità sistemica non è esclusivo appannaggio del DNA, del Genoma, tutt’altro. Essa compete all’insieme dei sistemi cellulari, alle loro membrane, ai loro apparati interni e alla vastissima complessità delle connessioni neuro/endocrine.

Due sono i momenti decisivi per l’esplosione dell’ingegneria genetica: il 1973 con la scoperta degli enzimi di restrizione che tagliano e ricombinano il DNA; il 1983 con la messa a punto della PCR (Reazione a Catena della Polimerasi) da parte di Kary Mullis che permette la riproduzione in provetta di DNA dallo stesso DNA, cioè senza la necessità di una cellula viva. Due anni più tardi Gilles Deleuze scriveva:

“È stato necessario il salto della Biologia nella Biologia Molecolare, oppure che la vita dispersa si raccogliesse nel codice genetico. È stato necessario che il lavoro disperso si raccogliesse o si raggruppasse nelle macchine della terza generazione, cibernetiche e informatiche” … “A costituire allora il meccanismo operativo non sarebbero né la piega né il dispiegamento, ma qualcosa come una “superpiega”, di cui ci testimoniano i piegamenti propri alle catene del codice genetico, le potenzialità del silicio nelle macchine della terza generazione, così come i contorni della frase nella letteratura moderna allorché il linguaggio “può solo solo ricurvarsi in un perpetuo ritorno su di sé”.

La trasformazione introdotta dalle biotecnologie e la loro conseguente enorme capitalizzazione ha prodotto allora uno spostamento nel rapporto tra vita e politica che, a partire da Foucault, ha visto la nascita della critica alla bio-politica moderna. Seppur profonda e pregna di significato anticipatorio, la critica foucaultiana al dispiegarsi del potere capitalistico contemporaneo alla società biopolitica essa sembra poggiarsi proprio sull’equivoco riduzionista: un gene=un enzima. Oggi ne sappiamo abbastanza per poter dire che da uno stesso gene si possono realizzare centinaia di proteine diverse per successive procedure di assemblaggio.

L’equivoco sorge dall’idea che il DNA contenesse il dogma, quando invero così non è. L’equivoco s’incarna dunque, come detto prima, nel progetto Genoma, che ha dato spazio infine alle deliranti affermazioni di Craig Venter sulla “vita artificiale”.

Ma è corretto paragonare tout court corpo, mente e complessità sistemica del vivente, apprendimento, linguaggio ed elaboratori meccanici? Il confronto tra i paradigmi della complessità del vivente ha bisogno di una visione molto più estesa che deve fare i conti con le nuove ipotesi della Scienza della Vita, nello scenario in cui agiscono appunto le “macchine morbide”, che è impossibile ridurre esclusivamente al codice genetico. In questo scenario la linea di indagine che procede, interdisciplinarmente e dialetticamente, da Maurice Merleau-Ponty, a Prigogine, a Bateson a Maturana, a Varela, a Margulis e tanti altri si contrappone appunto ai dogmi imposti dalla centralità di un Codice, privilegiando invece l’emergenza e l’imperfezione.

Ogni tentativo – nella Società della Conoscenza – di evitare il confronto con la complessità del vivente si scontra innanzitutto con il problema del Rendimento. Al nostro livello di sviluppo tecnologico il rendimento di una “macchina morbida” è centinaia di volte più elevato di quello di una “macchina dura”, è sufficiente confrontare l’enorme differenza di dissipazione calorica. La mente umana, il cervello, lavora a una temperatura di circa 37°C . Una CPU al silicio di ultima generazione ha bisogno di raffreddamento liquido forzato per non fondere.

Conseguentemente quest’ultima è centinaia di volte più vicina al collasso. Uno degli anelli deboli della macchina dura va ricercato senz’altro nella mancanza di adeguati dispositivi di riparazione/manutenzione. Questi dispositivi, per analogia e comparazione con il funzionamento e con il rendimento di una “macchina morbida”, possono esistere soltanto in strutture emergenti realizzate con architettura sistemica a Rete orizzontale, flessibile, permeabile e distribuita. E soprattutto iniziando ad analizzare la possibilità di “macchine biosomiglianti”, basate cioè non più sul Silicio, ma bensì proprio sul Carbonio – a questo proposito la recentissima apertura al “Grafene” mi sembra di grande importanza.

Eppure la potenza delle “macchine dure” nella fase del più alto sviluppo tecnologico mai raggiunto dalla società umana è un enorme e inedito interrogativo per il sistema vivente collettivo, per Gaia e per la sua sopravvivenza. Infatti, l’esplosione e lo sviluppo delle tecnoscienze da una parte riflette la la potenza raggiunta dal Capitalismo industriale mondializzato secondo la logica del massimo profitto; dall’altra e paradossalmente rispecchia il suo stesso irreversibile declino in uno scenario di crisi e di trasformazione epocale, causato in un’ultima analisi proprio dal superamento della Soglia e dall’inesistenza di meccanismi di riparazione e di regolazione. Perché? Proprio perché la potenza delle tecnoscienze sviluppata sulla logica del mercato Capitalistico non è una struttura emergente realizzata con architettura sistemica a Rete distribuita. E’ accumulazione forzata ad architettura e gerarchia verticale sulla quale sono modellati tutte le Istituzioni della Società Industriale basata sulla crescita del PIL, comprese le sue Istituzioni della Conoscenza, comprese le sue Istituzioni sindacali di difesa del lavoro industriale, compresa la drammatica potenza di Hiroshima, compresa la NASA e la conquista del suolo lunare.

Osserviamo così l’avanzare di una crisi epocale come un treno in corsa che nessuno è in grado di fermare non possedendo strumenti per affrontare il superamento della Soglia, e che consuma molta più energia di quanti beni sia in grado di produrre: il suo rendimento è bassissimo e il prezzo da pagare è quindi altissimo e tutto in perdita. Ma il guaio maggiore è che si tratta di un prezzo “sociale”. Natura, corpi e menti pagano un’immensa dispersione di energia il cui esito finale può essere solamente altamente catastrofico.

L’enorme squilibrio economico, che è squilibrio tra vita e vita, tra fame e sazietà, tra dignità e offesa, tra pensiero ed insipienza, è il corollario dello sviluppo di un mondo che ha cessato di ricrearsi. Esso non rinnova più né la propria esistenza né il proprio senso, e travalica invece, con la hybris e per necessità insieme i suoi stessi limiti verso l’illimitatezza della propria mondialità, in modo tale che questa sembra non poter che implodere o esplodere. Jean- luc Nancy, in “Globalizzazione, libertà e rischio” (MicroMega, (5), 2001, pp. 101-107)
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Bibliografia essenziale
“Biologia Molecolare della Cellula” – James D. Watson, Zanichelli, 1984 (1° edizione)
“Dalle macchine termiche alle strutture dissipative” – Ilya Prigogin, Bollati Boringhieri, 2002
“Intervista sulle reti Neurali” – Domenico Parisi, Il Mulino. 1989
“Mutazioni o Rivoluzioni” – Judith E. Sclanger, Lerici, 1980
“Self and not-self” – F. Macfarlane Burnet, Zanichelli, 1974
“Il caso e la necessità” – Jacques Monod, Mondadori, 1970
“Modelli matematici della morfonogenesi” – René Thom, Einaudi, 1985
“Il potere biotecnologico” – Roberto Ciccarelli, Quodlibet, 2008
“Energia ed Equità” – Ivan Illich, 1975
“Symbiotic Planet” – Lynn Margulis, Basic books, 1998