Lynn Margulis
Un incontro a Livorno per ricordare la più anticonformista delle scienziate

Adriana Giannini

 

 

Strano paese, il nostro, in cui c'è voluta tutta la tenacia e l'affetto di un piccolo gruppo di scienziati delle università di Milano, Pavia,  Pisa e Livorno perché, a un anno dalla sua improvvisa scomparsa  avvenuta per un'emorragia cerebrale il 22 novembre del 2011, si tornasse a parlare della grande Lynn Margulis e della teoria evolutiva della simbiogenesi (si veda il box di approfondimento) da lei strenuamente sostenuta e portata a conferma.

L'occasione è stata offerta da un incontro organizzato da Bianca Isolani e Stefano De Ranieri, del Centro interuniversitario di biologia marina di Livorno, nell'ambito di un più vasto progetto nato grazie a questi due studiosi  proprio a Livorno, alcuni anni fa. Questa, che era stata trasformata in “città ideale” dalla famiglia de' Medici, illuminati ispiratori e sponsorizzatori del Rinascimento, è sembrata la sede più adatta per cercare di ricreare lo spirito di un “Nuovo Rinascimento” in grado di fondere arte, scienza e umanesimo. L'obiettivo finale? Cambiare il paradigma darwiniano dell'evoluzione dei viventi basato sulla  “lotta per la vita”, dando invece risalto alla  “cooperazione per la vita”, una strategia evolutiva che, come ha dimostrato con efficacia Lynn Margulis, ha svolto un ruolo fondamentale nella storia della Terra.

Il titolo dell'incontro, moderato da Pier Luigi Manachini e tenutosi il 28 novembre 2012 nell'Auditorium del Museo provinciale di storia naturale di Livorno, non poteva quindi che essere “I viventi e la cooperazione come base dell'evoluzione” e i relatori invitati erano: Claudio Bandi dell'Università degli Studi di Milano, un  ateneo, dove Lynn Margulis era stata nel 2009 l'ospite d'onore  di un affollato simposio sulla simbiosi e sull'origine delle cellule eucariotiche, Luciano Sacchi dell'Università di Pavia, esperto simbiontologo, Massimo Pajoro dell'Università di Pavia,  ultimo studente italiano della Margulis, da lei cordialmente ospitato nella sua casa di Amherst nel Massachusetts per studiare alcuni microrganismi acquatici, Emiliano Carnieri dell'ANISN (Associazione insegnanti di scienze naturali), che ha portato dati sull'interesse verso le teorie evolutive nella scuola e nella società, e infine l'autrice di questo articolo che, come giornalista scientifica, ha indagato lo spazio dato sui media alle teorie evolutive confrontando, in particolare, l'attenzione prestata al neodarwinismo rispettto alla simbiogenesi, quindi alla Margulis.

Tutti temi interessanti, ma ciò  che è soprattutto venuto fuori da questo incontro, oltre all'indiscusso valore della teoria della simbiogenesi, è stato il vivido ritratto di una scienziata sui generis, di una ricercatrice testarda e combattiva capace di portare avanti un'ipotesi di lavoro che è stata avversata  per lunghi anni dalla maggior parte dei colleghi e che ora trova sempre nuove conferme, di un'insegnante sempre aperta e disponibile, di una donna simpatica e leale capace di ammettere “di non essere stata capace di svolgere contemporaneamente i ruoli di scienziata, moglie e madre, avendo fallito, dopo due tentativi, quello di moglie”. (Fu invece una scienziata di livello mondiale e una madre amata e ammirata dai suoi quattro figli, il che non è poco)




Vediamo dunque quali sono state le tappe della vita di Lynn Margulis ricordata, in occasione della sua scomparsa, sui media di svariati paesi come  “la biologa che ha contribuito a trasformate lo studio dell'evoluzione” (New York Times), “uno di più creativi e rispettati scienziati della sua generazione” (Telegraph), “una biologa ribelle” (Washington Post), “una scienziata che ebbe il coraggio di andare controcorrente” (Guardian), “una biologa indipendente e dotata” (Nature), “una biologa visionaria e un'instancabile paladina dei microrganismi” (PNAS), “una superba comunicatrice oltre che una scienziata brillante, appassionata, e insaziabilmente curiosa” (da Astrobiology della NASA- Margulis fu la prima donna a far parte del programma di esobiologia della NASA), “l'eretica che cambiò la teoria dell'evoluzione” (Greenreport), “la portavoce del microcosmo” (Picaia) e così via.

Lynn Petra Alexander, questo il nome di famiglia della Margulis, era nata a Chicago il 5 marzo1938 e aveva rivelato ben presto un'intelligenza precoce. A 14 anni si era iscritta all'Università di Chicago per studiare scienza e filosofia e lì aveva conosciuto uno studente che aveva sposato a soli 18 anni. Si trattava di Carl Sagan, divenuto più tardi famoso come astrofisico e autore di libri di divulgazione scientifica. Lynn proseguì gli studi ottenendo un master in genetica e zoologia all'Università del Wisconsin e un PhD in genetica all'Università della California. Si trasferì quindi a Boston dove si dedicò alla ricerca e all'insegnamento universitario pur continuando a occuparsi dei due figli Dorion e Jeremy nati nel frattempo. Il matrimonio terminò col divorzio nel 1963. Quattro anni più tardi Lynn sposò il chimico Thomas Margulis da cui ebbe altri due figli, Zachary e Jennifer. Anche questo matrimonio finì con un divorzio nel 1980, ma Lynn continuò a portare il cognome del secondo marito. La Margulis insegnò e lavorò per 22 anni all'Università di Boston poi, nel 1988, si trasferì come docente di geoscienze all'Università del Massachusetts , ad Amherst dove era in piena attività fino a pochi giorni prima della morte avvenuta il 22 novembre 2011.

 


Questa in breve la sua storia personale. Per quanto riguarda l'attività scientifica di Lynn Margulis sappiamo che il suo contributo più importante, ossia la teoria endosimbiotica dell'origine delle cellule eucariotiche, venne da lei formulata già agli inizi degli anni anni sessanta del secolo scorso. La Margulis descrisse in maniera sistematica questa rivoluzionaria teoria che sfidava il neodarwinismo prevalente in quegli anni – e per molti anni ancora – tra i teorici dell'evoluzione in un articolo che fu rifiutato da una quindicina di riviste scientifiche prima di  venire pubblicato nel 1967  sul “Journal of Theoretical Biology”. All'articolo fece seguito, nel 1970, il primo dei numerosi libri scritti dalla Margulis da sola o, più tardi, insieme al figlio Dorion Sagan, intitolato Origine delle cellule eucariotiche, al quale seguì la consacrazione a livello divulgativo attraverso l' articolo Simbiosi ed Evoluzione pubblicato su “Scientific American”, nell'agosto 1971 (tradotto su “Le Scienze”, l'edizione italiana di “Scientific American” nel novembre 1971 e ripreso nel quaderno di Le Scienze n. 37 del settembre 1987).  Con questi lavori in cui asseriva che sono le simbiosi tra microrganismi e non le mutazioni ad essere la maggiore forza dell'evoluzione, la  trentenne Margulis  era riuscita a scuotere la comunità dei biologi. E continuò a farlo dimostrando nel corso degli anni successivi che organelli cellulari come i mitocondri e i cloroplasti delle piante derivavano rispettivamente da batteri e alghe azzurre  entrati in tempi lontanissimi come simbionti in microrganismi di maggiori dimensioni.

Sempre negli anni sessanta Lynn Margulis aderì all'ipotesi di Gaia formulata dal chimico inglese James Lovelock. L'ipotesi, che tra gli anni sessanta e settanta ebbe gran seguito tra gli ambientalisti, considerava la Terra, Gaia appunto dal nome della divinità greca, una sorta di enorme superorganismo in grado di reagire ai mutamenti ambientali, compresi i danni provocati dall'attività umana, autoregolandosi, ossia reagendo per esempio all'effetto serra mediante una nuova, catastrofica glaciazione che avrebbe messo a rischio l'umanità.  Dell'ipotesi di Gaia piaceva alla Margulis l'importante ruolo attribuito ad alghe e batteri nell'aver contribuito a creare le condizioni atmosferiche e terrestri che rendono abitabile il nostro pianeta e nello svolgere tuttora un fondamentale compito regolatorio sull'ecosistema terrestre.

Nonostante il carattere polemico e alcune posizioni controverse come l'aver negato il ruolo del virus Hiv nell'insorgenza dell'AIDS, Lynn Margulis aveva ottenuto numerosi, importanti riconoscimenti scientifici tra cui  la National Medal of Science conferitale dal presidente degli Stati Uniti Bill Clinton nel 1999 e la prestigiosa medaglia Darwin -Wallace della Linnean Society di Londra nel 2008. Faceva inoltre parte delle principali società scientifiche e aveva ricevuto varie lauree ad honorem compresa la laurea magistrale in biodiversità ed evoluzione conferitale dall'Università di Pisa nel 2010.

 

Simbiosi e simbiogenesi: la cooperazione come strategia vincente




Molti ritengono, a torto, che Lynn Margulis fosse antidarwinista per la maggiore importanza rispetto alla competizione che lei attribuiva ai meccanismi della simbiosi  – quindi della cooperazione tra organismi –  nei confronti dell'evoluzione. In realtà, la stessa Margulis affermava di non avere alcun problema nei confronti delle premesse del darwinismo, ammettendo che la selezione naturale a partire da un antenato comune sia stata e continui ad essere il principale motore dell'evoluzione delle specie.  Era invece in forte dissenso con i neodarwinisti, o ultradarwiniani, come lei li chiamava, i quali a partire dagli anni trenta del secolo scorso avevano sviluppato la cosiddetta teoria sintetica dell'evoluzione che integrava le idee e le scoperte provenienti dalla genetica, dalla sistematica  e dalla paleontologia. Secondo tale teoria, la variabilità delle popolazioni animali o vegetali, ossia la comparsa di nuovi caratteri adattativi,  è causata da mutazioni casuali ereditabili dei geni. Per i neodarwinisti la selezione agisce facendo sopravvivere e proliferare gli individui  che, grazie alle mutazioni, sono portatori dei geni vantaggiosi. Le specie quindi si formerebbero per diffusione della variazione genica mediante la riproduzione e si stabilizzerebbero in condizioni di isolamento riproduttivo.

Per Lynn Margulis le mutazioni non bastano affatto a spiegare come avvenga la speciazione. Per usare le sue parole “solo una teoria più estesa che inglobi la simbiosi e una selezione a livello più elevato potrebbe spiegare la diversità delle forme fossili e la vita attuale”. Questa teoria era quella della simbiogenesi che sfidava il neodarwinismo ipotizzando che le variazioni ereditabili non venissero – o non venissero esclusivamente  – dalle mutazioni casuali (e quindi molto rare) del genoma, ma fossero piuttosto il risultato di una simbiosi, in pratica di una cooperazione tra organismi portata avanti per i primi miliardi di anni di esistenza della Terra (i più antichi resti fossili di organismi si trovano in rocce che si fanno risalire a 3,5miliardi di anni fa). Ma che cos'è una simbiosi? È un fenomeno attraverso cui due organismi appartenenti a specie diverse riescono a convivere con vantaggio reciproco. Qualche esempio a portata di tutti? I licheni riescono a vivere ed espandersi sulle rocce più aride perché sono una simbiosi tra un alga e un fungo. L'alga fornisce il nutrimento attraverso la fotosintesi e le ife del fungo trattengono i sali minerali e l'umidità presente nell'aria. I bovini riescono a digerire la cellulosa grazie ai batteri che abitano nel loro apparato digerente; i batteri fermentanti che vivono nella vagina umana producono acidi che mantengono l'ambiente a un pH di circa 4, impedendo la crescita di lieviti e altri microrganismi nocivi.

La simbiogenesi è qualcosa di più; come dice il nome stesso è il fenomeno che spiega la comparsa di organismi dotati di capacità nuove attraverso l'associazione simbiotica e la fusione di due o più specie. Essa ha dunque un forte significato evolutivo e innovativo in quanto descrive la comparsa di nuovi tessuti e organi e quindi di nuove capacità metaboliche in in un organismo di maggiori dimensioni che ospita un simbionte di dimensioni minori. In questo caso di parla di endosimbiosi. Quando il fenomeno è permanente, l'endosimbionte perde la sua individualità e diviene un organello della cellula ospite. La cellula eucariotica, dotata di nucleo e organelli e caratteristica di tutti gli attuali organismi vegetali e animali eccetto i batteri, si sarebbe appunto formata per effetto di una simbiosi permanente tra organismi procarioti (privi di un nucleo vero e proprio). Sappiamo ormai con certezza che organelli come i mitocondri, che attuano la respirazione aerobica nelle cellule animali e vegetali, e i plastidi, che attuano la fotosintesi nelle cellule vegetali, derivano da proteobatteri capaci di compiere reazioni chimiche utili per sfruttare l'ambiente primordiale terrestre. Ultimamente Lynn Margulis cercava di dimostrare che anche le cellule munite di cilia  o flagelli devono queste strutture all'endosimbiosi di batteri flagellati. 



C'è da dire che proprio a pochi mesi dalla sua morte la teoria della simbiogenesi continua a trovare sempre nuove conferme come testimonia una notizia pubblicata nel febbraio 2012 sulla rivista “Le Scienze” a proposito di una ricerca condotta da Claudio Bandi dell'Università di Milano e collaboratori secondo la quale gli eucarioti sono nati dall'entrata di un batterio munito di flagello e geneticamente simile a un mitocondrio in un procariote. Sempre su “Le Scienze” di aprile 2012 una notizia tratta da un più lungo articolo di Debashish Bahattacharya apparso sulla prestigiosa rivista americana “Science” rivela che le analisi filogenetiche dei plastidi di tutte le piante terrestri, alghe verdi e rosse e glaucofite dimostrano che queste strutture derivano dall'endosimbiosi di un unico cianobatterio. Una scoperta che, come dice l'autore dell'articolo, avrebbe entusiasmato la Margulis. Ancora, a pagina 29 dello stesso numero di “Le Scienze”, si riparla di endosimbiosi nelle piante a proposito dell'origine dei cloroplasti, gli organelli della fotosintesi, ponendo l'accento sul trasferimento di proteine tra endosimbionte e ospite.

Infine nel numero di settembre 2012 di “Le Scienze” è apparso un interessante articolo di Martin A. Nowack, matematico e biologo, direttore del Programma sulle dinamiche evolutive dell'Harvard Universiy. Nell'articolo l'autore sostiene che il suo lavoro di ricerca, eseguito per la maggior parte attraverso simulazioni al calcolatore, lo ha convinto che la cooperazione ha collaborato sin dagli inizi con la competizione nel foggiare l'evoluzione della vita, dalle prime cellule a Homo sapiens. Chi volesse approfondire l'argomento ha anche a disposizione il libro intitolato Supercooperatori che Nowack ha pubblicato insieme a Roger Highfield e che è uscito in Italia grazie a Codice edizioni nel gennaio 2012.

 

 

 

 

9-1-2013