Il XX secolo, il secolo delle biotecnologie di Sara Capogrossi Colognesi  Dall'etologia alle reti neurali  Leggere il Dna  Il secolo delle biotecnologie?  Etica della biologia, etica ambientale, bioetica  I bookmark di ReS    Dall'etologia alle reti neurali Negli anni '60, un Nobel sancisce l'influenza di tre grandi studiosi nella storia della biologia. Nel 1973, Konrad Lorenz (1903-1989), Niko Tinbergen (1907-1988) e Karl von Frisch (1886-1982), considerati i padri dell'etologia, ritirano il premio per la medicina in riconoscimento al loro fondamentale contributo per la conoscenza del comportamento animale. In realtà, questa branca della biologia si concretizza già a partire dagli anni '30, grazie agli sforzi di Lorenz e Tinbergen, che collaborarono anche insieme, pervenendo a una teoria su alcuni moduli comportamentali che - sostengono i due scienziati - gli animali possiederebbero a priori, in assenza di esperienza e che possono essere confrontati tra specie diverse al fine di ricostruirne la storia evolutiva. Loro contemporaneo, Frisch è anch'egli affascinato da alcuni comportamenti altamente sofisticati. Suo grande merito è di aver chiarito gli schemi e i significati della danza delle api, attraverso cui questi insospettabili insetti si trasmettono informazioni per localizzare le fonti di nettare. In realtà, per rintracciare le radici più antiche dell'etologia si potrebbe andare molto più in là, fino ai primi contatti tra uomo e animali. È comunque importante, anche in questo caso, ricordare l'effetto vivificante e innovativo apportato dalla teoria darwiniana, forse la chiave unificante della biologia, la rivoluzione che ha dato origine alla biologia moderna. Sono le opere di Darwin (L'espressione delle emozioni nell'uomo e negli animali e La scelta in rapporto col sesso) considerate i primi testi di etologia. Lo studio del comportamento non si limita però agli altri animali. Gli etologi si rivolgono presto agli organismi che più di altri attraggono la loro attenzione e suscitano la loro curiosità, ossia i propri simili. Lo sviluppo di nuove tecniche e la fusione di discipline dirette allo studio del cervello (neurologia) e del comportamento (etologia umana, psicologia cognitiva) rendono accessibile all'indagine il binomio cervello-mente. Grande spazio viene dedicato alle neuroscienze: un approccio interdisciplinare allo studio della mente e del comportamento che è emerso e si è esteso in questi ultimi decenni. Sotto questo nome si riassumono studi e conoscenze che spaziano dall'etologia alla neurobiologia, dalla neuropsicologia alla sociobiologia, con incursioni nel mondo della linguistica, della filosofia e dell'informatica. Quest'ultima, in tempi recenti, ha assunto un ruolo di rilievo, con il contributo che reti neurali e altri sistemi artificiali hanno apportato alla comprensione dei meccanismi che governano i processi cerebrali.   Leggere il Dna Come si vede è difficile seguire un percorso lineare nel delineare i passaggi fondamentali della storia della biologia. I diversi saperi risultano collegati tra loro e una scoperta in un campo può far compiere enormi passi avanti in ambiti diversi. La tecnologia ci fornisce ogni giorno strumenti per indagare e manipolare il mondo vivente. Nel compiere una panoramica sulle prospettive e gli sviluppi attuali abbiamo scelto una guida autorevole. Science ogni anno stila una classifica delle principali scoperte nei diversi ambiti della scienza. Per quanto riguarda la biologia, negli ultimi anni, ha puntato il faro sulla genetica. Del resto risale all'anno scorso l'annuncio del completamento del Progetto genoma: grazie all'aiuto di discipline diverse, come la chimica, la fisica, la matematica e non ultima l'informatica, la trascrizione del genoma umano ha subito un'accelerazione insperata. Per comprendere la mole di lavoro, basti pensare che ogni cellula umana ha 23 paia di cromosomi contenenti circa 3,5 miliardi di coppie di nucleotidi, le "lettere" chimiche (A, C, G, e T) che costituiscono il codice genetico del Dna. Di questa enorme quantità d'informazione, i geni che trascrivono le proteine - le pagine salienti del nostro romanzo - occupano meno del tre per cento: un po' come cercare un ago in un pagliaio. I ricercatori hanno dovuto districarsi nei tre miliardi di bit di Dna contenuti in ciascuna cellula umana, per identificare gli 80-100 mila geni che compongono il nostro materiale ereditario. E non siamo che alla prefazione: dobbiamo ancora iniziare a leggere il nostro genoma e le interazioni che intervengono tra i vari elementi. Infatti, sono in molti a pensare che la possibilità di leggere e "gestire" il genoma umano darà nuovo slancio alla moderna medicina. L'obiettivo principale è lo sviluppo di nuove tecnologie diagnostiche e terapeutiche. Tra queste ultime, particolare attenzione è riservata alle terapie geniche, basate sull'affiancamento o sostituzione dei geni "difettosi" con geni "sani". Tecniche analoghe potrebbero combattere con successo le neoplasie, con geni in grado di stimolare la risposta immunitaria dell'organismo o di sopprimere la proliferazione tumorale. Inoltre, alcuni morbi, anche mortali, potrebbero essere prevenuti attraverso lo sviluppo del settore diagnostico. Già oggi si conoscono le alterazioni responsabili di condizioni quali la sindrome di Down, la talassemia, la fibrosi cistica e molte altre patologie. Spesso, però, i test non sono affidabili al cento per cento e in alcuni casi mancano le informazioni necessarie per identificare precocemente l'alterazione genica responsabile di future complicazioni.   Il secolo delle biotecnologie? Sempre nel 2000 è stata finalmente spazzata via la radicata convinzione che le cellule adulte siano bloccate nei loro ruoli. Trapianti cellulari hanno dimostrato che quelle provenienti da determinate parti del corpo possono assumere ruoli diversi, a seconda della posizione in cui vengono inserite. Le staminali fanno ormai parte del nostro vocabolario: cellule non ancora differenziate che possono dare origine a un qualsiasi tipo cellulare. Sono caratteristiche delle primissime fasi embrionali, ma si ritrovano, in parte, anche negli adulti. Attraverso le tecniche di clonazione (anch'esse sviluppatesi negli ultimi anni e in continua evoluzione) tali cellule possono essere moltiplicate e coltivate, così da fornire "pezzi sostitutivi" e riparare eventuali danni. Nuove speranze, in questo senso, arrivano anche dalla ricerca sugli xenotrapianti, che permettono di trapiantare nell'uomo organi di animali geneticamente modificati per esprimere proteine e anticorpi umani ed essere quindi perfettamente compatibili con il nostro organismo. Alle tecniche di clonazione si è rivolta anche la scienza della conservazione ambientale, nel tentativo di preservare un patrimonio genetico di specie minacciate dall'estinzione. Le banche genetiche fanno ormai parte degli zoo di tutto il mondo, spesso ultimo baluardo di una natura che ormai non esiste più allo stato selvatico.   Etica della biologia, etica ambientale, bioetica Ma i problemi dell'ambiente non si limitano alla scomparsa della biodiversità, e in sua difesa non si è mobilitato solo il mondo dei biologi. Si accumulano i dati sull'importanza degli ecosistemi e sulla necessità di mantenerli in equilibrio e in buona salute. Sono gli ecosistemi vegetali che assorbono la maggior parte delle emissioni dannose per l'ambiente e l'atmosfera (sopratutto anidride carbonica). È sul funzionamento di questi equilibri che si cerca di approfondire le nostre conoscenze. Equilibri che spesso sono messi in pericolo dalle attività umane, persino da alcune applicazioni dei progressi compiuti in biologia. Non sono ancora chiare, per esempio, tutte le conseguenze derivanti degli organismi geneticamente modificati, il cui utilizzo si diffonde a macchia d'olio nelle pratiche agricole, malgrado i dubbi sollevati sulle possibili contaminazioni delle specie selvatiche e sulla sicurezza degli alimenti che ne derivano. E le perplessità, in biologia, si fanno sempre più frequenti, soprattutto quelle di carattere etico-legale. Persino la lettura del Dna potrebbe dar adito a discriminazioni, se usata in modo improprio. Ma il dibattito si accende soprattutto quando si entra in tema di organismi geneticamente modificati, o di clonazione, o di ricerca su embrioni, o ancora delle molteplici possibilità offerte nell'ambito della fecondazione artificiale. Le biotecnologie sono l'area calda in cui i successi si susseguono a ritmi serrati e le pubblicazioni si moltiplicano e l'uomo fatica ad adeguarsi e a controllare queste nuove possibilità. Lo scorso anno (2001) i ricercatori hanno collegato i loro primi circuiti su scala molecolare. Circuiti con transistor costituiti da molecole organiche che si assemblano da sole non sono più fantascienza e questo incontro tra mondo informatico e molecolare permetterà di ridurre notevolmente le dimensioni dei transistor, 60 mila volte più di quanto si potrebbe fare con l'uso del silicio. Questo che si è appena concluso è il secolo in cui l'uomo ha acquistato le conoscenze e le tecniche molecolari per manipolare la vita e queste nuove capacità segnano una svolta epocale. Come la televisione o come internet le biotecnologie hanno cambiato la nostra vita, ma queste ultime hanno anche cambiato la percezione stessa che della vita abbiamo. La biotecnologia, in questi pochi anni (verso la metà degli anni Settanta sono stati ottenuti i primi successi con il Dna ricombinante), ha rivoluzionato il modo di fare scienza e ha dato vita a una nuova classe di studi: la bioetica. Eppure c'è la sensazione che il secolo delle biotecnologie debba ancora iniziare.   I bookmark di ReS Karl von Frisch Autobiografia dal sito del premio Nobel. (in inglese) http://www.nobel.se/medicine/laureates/1973/frisch-autobio.html Nikolaas Tinbergen Autobiografia dal sito del premio Nobel. (in inglese) http://www.nobel.se/medicine/laureates/1973/tinbergen-autobio.html Konrad Lorenz Autobiografia del celebre etologo dal sito del premio Nobel. (in inglese) http://www.nobel.se/medicine/laureates/1973/lorenz-autobio.html Il sito dello Human Genome Project (in inglese) http://www.ornl.gov/hgmis/ Le cellule staminali Risorse sulle cellule staminali dei National Institutes of Health statunitensi. Novità sulle ricerche e sulle leggi. (in inglese) http://www.nih.gov/news/stemcell/ Un sito sulla bioetica Dal portale di Palazzo Chigi, una lista di link a indirizzi italiani e non che trattano i vari aspetti delle ultime ricerche, tra nuove prospettive e antiche paure. (in italiano) http://www.palazzochigi.it/bioetica/ Viaggio nelle neuroscienze Un seminario on line dell'Enciclopedia Treccani. (in italiano) http://www.treccani.it/site/iniziative/scuolanuova/seminario.html Breve storia delle neuroscienze (in italiano) http://www.unipv.it/dsffcm/celcil/elettrofis.html Vi e' piaciuto questo articolo? Avete dei commenti da fare? Scriveteci