Giancarlo
Rizzo
11 febbraio alle ore 22:45 ·
Che cos’è la vita? Scienziati svelano
un nuovo approccio filosofico-scientifico
Dall'infinitesimale al macroscopico,
la vita si manifesta come un fenomeno di auto-organizzazione e di emergenza. Un
nuovo studio suggerisce che questa proprietà fondamentale possa essere compresa
attraverso il concetto di una cascata di 'macchine' che si auto-replicano,
un'idea che collega il mondo molecolare alla complessità degli ecosistemi e che
potrebbe fornire una chiave per comprendere la sua origine ed evoluzione
ByDénise Meloni 11 Febbraio 2025
Che cos'è la vita? Scienziati svelano
un nuovo approccio filosofico-scientifico
La vita, con la sua straordinaria
complessità e diversità, ha sempre rappresentato un enigma per la scienza. Un
nuovo approccio suggerisce una chiave per svelare questo mistero: l’esistenza
come una cascata di ‘macchine‘ che si auto-organizzano, un’idea che collega il
livello molecolare alla biosfera e che potrebbe finalmente aiutarci a capire
cosa significa essere vivi.
Che cos’è la vita? Scienziati svelano
un nuovo approccio filosofico-scientifico
Un’idea ispirata da Leibniz
Questa visione rivoluzionaria è il
frutto della collaborazione tra i professori Tsvi Tlusty dell’Ulsan National
Institute of Science and Technology (UNIST) in Corea del Sud e Albert Libchaber
della Rockefeller University di New York.
Ispirati dalle osservazioni del
matematico Gottfried Leibniz nel XVII secolo, che vedeva i corpi viventi come
“macchine nelle loro parti più piccole, all’infinito“, i due scienziati hanno
sviluppato un modello concettuale che descrive la vita come una doppia cascata
(quasi) infinita.
Questa cascata si estende per ben
diciotto ordini di grandezza nello spazio e trenta nel tempo, collegando il
microcosmo delle molecole e degli atomi al macrocosmo della biosfera. Al
livello più elementare, troviamo le macchine molecolari, come le pompe ioniche
e gli enzimi, che svolgono funzioni vitali all’interno delle cellule. Queste, a
loro volta, sono costituite da sottomacchine ancora più piccole, in una
gerarchia che sembra non avere fine.
La cascata però non si ferma qui. Le
cellule si auto-organizzano in strutture più complesse, come tessuti, organi e
popolazioni, che a loro volta interagiscono per formare ecosistemi e, infine,
la biosfera nel suo complesso. L’idea chiave è che ogni livello di questa
cascata è costituito da macchine che producono altre macchine, creando un ciclo
continuo di auto-organizzazione e complessità.
Questo nuovo quadro concettuale offre
un modo potente per comprendere la complessità della vita. Non si tratta solo
di una metafora, ma di un vero e proprio modello scientifico che può essere
utilizzato per studiare i sistemi viventi a diverse scale e per identificare i
principi fondamentali che ne regolano il funzionamento.
La ricerca di Tlusty e Libchaber apre
nuove prospettive sulla natura della vita e potrebbe portare a importanti
scoperte nel campo della biologia, della medicina e dell’ingegneria.
Comprendere l’esistenza come una cascata di macchine potrebbe aiutarci a sviluppare
nuove terapie per le malattie, a progettare sistemi biologici artificiali e a
comprendere meglio l’evoluzione della vita sulla Terra.
La nuova visione della vita come una
cascata di macchine non è solo un’astrazione teorica, ma ha implicazioni
concrete per la ricerca scientifica e per la nostra comprensione del mondo
vivente. In biologia, il modello potrebbe fornire un quadro unificante per
studiare i sistemi biologici a diverse scale, dalla singola molecola all’intero
ecosistema.
In medicina, comprendere come le
“macchine” biologiche funzionano e interagiscono potrebbe portare a nuove
terapie per malattie come il cancro o le malattie autoimmuni. In ingegneria,
ispirandosi alla natura, potremmo progettare nuove “macchine” biologiche
artificiali con applicazioni in diversi campi, dalla produzione di energia alla
bonifica ambientale. Infine, il modello potrebbe fornire indizi importanti
sull’origine dell’esistenza sulla Terra e sulla sua evoluzione nel tempo.
La ricerca di Tlusty e Libchaber
rappresenta un importante passo avanti nella nostra comprensione della vita. La
loro visione innovativa e interessante potrebbe rivoluzionare il modo in cui
studiamo i sistemi viventi e aprire nuove frontiere per la scienza e la
tecnologia.
Il punto critico della vita: 1000
secondi e 1 micron
Come già accennato, la vita è un
fenomeno complesso e affascinante che si manifesta su scale diverse, dal
microcosmo delle molecole al macrocosmo della biosfera. Ma esiste un punto
critico in questa cascata di eventi, un punto in cui il micro e il macro si
incontrano e danno origine all’esistenza come la conosciamo?
Un recente studio suggerisce di sì:
1000 secondi e 1 micron.
Come abbiamo visto, l’esistenza può
essere concettualizzata come una cascata di macchine che producono altre
macchine. Questa cascata si estende per diciotto ordini di grandezza nello
spazio e trenta nel tempo, collegando il livello molecolare a quello della
biosfera. Ma c’è un punto in cui questa cascata si “concentra“, un punto
critico che segna il passaggio dalla costruzione di macchine autoreplicanti
minime all’emergere di società di tali macchine, che porteranno infine alla
formazione di intere biosfere.
Questo punto critico corrisponde a
1000 secondi (circa 16 minuti) e 1 micron (un millesimo di millimetro). Queste
sono le tipiche scale temporali e spaziali della vita microbica, un mondo
brulicante di attività e interazioni. Ma perché proprio queste dimensioni e
questo tempo?
Lo studio spiega le origini del punto
critico basandosi su principi fisici e logici fondamentali. Identifica queste
condizioni minime come necessarie affinché una macchina autoreplicantesi possa
interfacciarsi con l’acqua salata, l’ambiente primordiale in cui la vita ha
avuto origine. Questo punto critico segna l’evoluzione dalla costruzione di
macchine autoreplicanti minime all’emergere di società di tali macchine. È il
momento in cui le singole “unità” iniziano a collaborare, a formare strutture
più complesse e a interagire con l’ambiente circostante. Questo passaggio è
fondamentale per l’evoluzione della vita, poiché permette la creazione di
ecosistemi e, infine, della biosfera.
“Questo lavoro getta le basi
concettuali per lo sviluppo di linguaggi matematici che racchiudono i tratti
distintivi della vita“, ha affermato il professor Tlusty: “Tali formalismi sono
essenziali per costruire una teoria della vita“.
Conclusioni
L’articolo “Il punto critico della
vita: 1000 secondi e 1 micron” non rappresenta solo un’aggiunta al corpus di
conoscenze scientifiche, ma un vero e proprio spartiacque concettuale. Esso
illumina un aspetto fondamentale dell’esistenza: la vita non come entità
statica, bensì come un processo dinamico, una cascata ininterrotta di
“macchine” autoreplicanti che si estende su scale spazio-temporali immense.
Lo studio è stato pubblicato su
Proceedings of the National Academy of Sciences.