La rete della vita

Fritjof Capra

• Editore: BUR
• Anno: 2017
• ISBN:
  9788858691960
• Argomento: Scienze biologiche
• Categoria: Scienza generale

Che cos'è la vita? Partendo da questo interrogativo fondamentale il grande fisico Fritjof Capra delinea in questo libro una prospettiva rivoluzionaria sugli ecosistemi naturali e sugli esseri viventi, portando alla luce l'incredibile rapporto di interdipendenza tra il singolo individuo e il sistema di relazioni in cui è immerso. La somma di queste relazioni, che legano gli universi della psiche, della biologia e della cultura, è una rete: la rete della vita. Per vincere le sfide che l'impegnano, e che discendono dallo sfruttamento selvaggio delle risorse e dalla nevrosi ormai strutturale del nostro vivere, l'umanità deve studiare e comprendere i meccanismi della trama di relazioni che la circonda. E rendersi infine conto che "la nostra sopravvivenza dipenderà dal nostro grado di competenza ecologica, dalla nostra capacità di comprendere i principi dell'ecologia e di vivere in conformità con essi".

PARTE QUARTA

LA NATURA DELLA VITA

7

UNA NUOVA SINTESI

Ora possiamo tornare all’interrogativo centrale del libro: Che cos’è la vita? La tesi che ho proposto è che attualmente sta emergendo una teoria dei sistemi viventi coerente con le concezioni filosofiche dell’ecologia profonda, dotata di un linguaggio matematico appropriato, e che implica un’interpretazione non meccanicistica, post-cartesiana della vita.

Schema e struttura

L’apparizione e il perfezionamento del concetto di «schema di organizzazione» hanno rappresentato un elemento cruciale nello sviluppo di questa nuova concezione. Da Pitagora ad Aristotele, da Goethe ai biologi organicisti, esiste una tradizione intellettuale ininterrotta che si sforza di raggiungere la comprensione del modello, nella consapevolezza che essa è fondamentale per la comprensione della forma vivente. Aleksandr Bogdanov fu il primo a tentare di integrare i concetti di organizzazione, schema e complessità in una teoria sistemica coerente. I cibernetici concentrarono la loro attenzione sugli schemi di comunicazione e di controllo – in particolare sugli schemi di causalità circolare che sono alla base del concetto di retroazione – e nel far ciò compirono per primi una netta distinzione fra schema di organizzazione e struttura fisica di un sistema.

Negli ultimi vent’anni sono state identificate e analizzate le «tessere del mosaico» mancanti: il concetto di auto-organizzazione e la nuova matematica della complessità. Ancora una volta, la nozione di schema è stata al centro di questi due sviluppi. Il concetto di auto-organizzazione è nato dall’individuazione della rete come schema generale della vita, ed è stato successivamente perfezionato da Maturana e Varela nel concetto di autopoiesi. La nuova matematica della complessità è essenzialmente una matematica di schemi visuali – attrattori strani, ritratto delle fasi, frattali eccetera – che vengono analizzati all’interno della cornice di riferimento della topologia, di cui Poincaré è stato il precursore.

La comprensione dello schema, perciò, avrà un’importanza cruciale per l’interpretazione scientifica della vita. Tuttavia, per ottenere una conoscenza completa di un sistema vivente, la comprensione del suo schema di organizzazione, benché sia fondamentale, non è sufficiente. È necessario capire anche la struttura del sistema. In effetti abbiamo visto che lo studio della struttura ha costituito il principale metodo di ricerca della scienza e della filosofia occidentali, e come tale ha eclissato spesso lo studio dello schema.

È mia convinzione che la chiave per una teoria completa dei sistemi viventi stia nella sintesi di questi due approcci: lo studio dello schema (ovvero di forma, ordine, qualità) e lo studio della struttura (ovvero di sostanza, materia, quantità). Per quanto riguarda queste due caratteristiche fondamentali di un sistema vivente – il suo schema di organizzazione e la sua struttura – mi atterrò alle definizioni che ne danno Humberto Maturana e Francisco Varela¹. Lo schema di organizzazione di qualsiasi sistema, vivente o non vivente, è la configurazione delle relazioni fra i componenti del sistema che ne determina le caratteristiche essenziali. In altre parole, per poter riconoscere qualcosa come una sedia piuttosto che come una bicicletta o un albero è necessario che siano presenti determinate relazioni. Per schema di organizzazione intendiamo quella configurazione di relazioni che conferisce a un sistema le sue caratteristiche essenziali.

La struttura di un sistema è la materializzazione fisica del suo schema di organizzazione. Mentre la descrizione dello schema di organizzazione implica una rappresentazione astratta di relazioni, la descrizione della struttura implica la rappresentazione dei reali componenti fisici del sistema: la loro forma, la loro composizione chimica eccetera.

Per illustrare la differenza fra schema e struttura, consideriamo un sistema non vivente noto a tutti: una bicicletta. Perché possiamo dare a un oggetto il nome di bicicletta, bisogna che esista un certo numero di relazioni funzionali fra componenti che chiamiamo telaio, pedali, manubrio, ruote, catena, corona eccetera. La configurazione completa di tali relazioni funzionali costituisce lo schema di organizzazione della bicicletta. Ognuna di queste relazioni deve essere presente per dare al sistema le caratteristiche essenziali di una bicicletta.

La struttura della bicicletta è la materializzazione fisica del suo schema di organizzazione in componenti dotati di una forma specifica, costruiti con materiali specifici. Lo stesso schema «bicicletta» si può materializzare in molte strutture differenti. Il manubrio sarà sagomato in maniera diversa per una bicicletta da turismo, una bicicletta da corsa, o una mountain bike; il telaio potrà essere pesante e massiccio o leggero e affusolato; i pneumatici potranno essere stretti oppure larghi, cavi o di gomma piena. In tutte queste combinazioni e in molte altre sarà facile riconoscere differenti materializzazioni dello stesso schema di relazioni che definisce una bicicletta.

I tre criteri fondamentali

In una macchina come la bicicletta le varie parti sono state progettate, costruite e assemblate per formare una struttura di componenti fissi. In un sistema vivente, al contrario, i componenti cambiano di continuo. Un flusso incessante di materia attraversa gli organismi viventi. Ogni cellula sintetizza e scompone senza sosta strutture, ed elimina prodotti di scarto. I tessuti e gli organi sostituiscono le proprie cellule in cicli continui. C’è crescita, sviluppo ed evoluzione. Così, fin dalla nascita della biologia, la comprensione delle strutture viventi è stata inseparabile dalla comprensione dei processi metabolici e di sviluppo².

Questa straordinaria proprietà dei sistemi viventi suggerisce di utilizzare il processo come terzo criterio per una descrizione completa della natura della vita. Il processo della vita è l’attività necessaria alla continua materializzazione dello schema di organizzazione del sistema. Dunque il criterio di processo costituisce il legame fra schema e struttura. Nel caso della bicicletta, lo schema di organizzazione è rappresentato dai disegni di progetto che vengono utilizzati per la costruzione, la struttura è l’oggetto materiale costituito da una specifica bicicletta, e il legame fra schema e struttura è nella mente del progettista. Nel caso di un organismo vivente, invece, lo schema di organizzazione è sempre materializzato nella struttura dell’organismo, e il legame fra schema e struttura consiste nel continuo processo di materializzazione.

Il criterio di processo completa la cornice concettuale della mia sintesi della nascente teoria dei sistemi viventi. Le definizioni dei tre criteri – schema, struttura e processo – sono elencate una volta ancora nella tabella a pagina 181. Tutti e tre i criteri sono completamente interdipendenti. È possibile riconoscere lo schema di organizzazione solo se è materializzato in una struttura fisica, e nei sistemi viventi questa materializzazione è un processo continuo. Dunque struttura e processo sono legati in maniera indissolubile. Potremmo dire che i tre criteri – schema, struttura e processo – sono tre modi diversi ma inseparabili di osservare il fenomeno della vita. Essi costituiranno le tre dimensioni concettuali della mia sintesi.

Comprendere la natura della vita da un punto di vista sistemico significa identificare un insieme di criteri generali grazie ai quali sia possibile fare una distinzione chiara fra sistemi viventi e non viventi. Nel corso della storia della biologia sono stati proposti molti criteri diversi, ma tutti, in un modo o nell’altro, si sono rivelati fallaci. Tuttavia, le recenti formulazioni di modelli di auto-organizzazione e la matematica della complessità indicano che ora è possibile identificare tali criteri.

L’idea fondamentale della mia sintesi è di esprimere questi criteri nei termini delle tre dimensioni concettuali di schema, struttura e processo.

In estrema sintesi, ciò che propongo è di interpretare l’autopoiesi, definita da Maturana e Varela, come lo schema della vita (cioè come lo schema di organizzazione dei sistemi viventi)³; la struttura dissipativa, definita da Prigogine, come la struttura dei sistemi viventi⁴; e la cognizione, definita inizialmente da Gregory Bateson e in modo più completo da Maturana e Varela, come il processo della vita.

Lo schema di organizzazione determina le caratteristiche essenziali di un sistema. In particolare, stabilisce se il sistema è vivente o no. Nella nuova teoria, l’autopoiesi – lo schema di organizzazione dei sistemi viventi – è quindi la caratteristica che definisce la vita. Per stabilire se un particolare sistema – un cristallo, un virus, una cellula o il pianeta Terra – è vivo, tutto ciò che ci serve è stabilire se il suo schema di organizzazione è quello di una rete autopoietica. Se lo è, abbiamo a che fare con un sistema vivente; se non lo è, il sistema non è vivente.

Criteri fondamentali di un sistema vivente

Schema di organizzazione

La configurazione delle relazioni che determina le caratteristiche essenziali del sistema.

Struttura

La materializzazione fisica dello schema di organizzazione del sistema.

Processo della vita

L’attività necessaria alla materializzazione continua dello schema di organizzazione del sistema.

Come vedremo, la cognizione, il processo della vita, è legata in maniera indissolubile all’autopoiesi. Autopoiesi e cognizione sono due aspetti differenti dello stesso fenomeno. Nella nuova teoria tutti i sistemi viventi sono sistemi cognitivi, e la cognizione comporta sempre l’esistenza di una rete autopoietica.

Per quanto riguarda il terzo criterio della vita, la struttura dei sistemi viventi, la situazione è leggermente diversa. Anche se la struttura di un sistema vivente è sempre una struttura dissipativa, non tutte le strutture dissipative sono reti autopoietiche. Perciò una struttura dissipativa potrebbe essere tanto un sistema vivente quanto uno non vivente. Per esempio, le celle di Bénard e gli orologi chimici ampiamente studiati da Prigogine sono strutture dissipative ma non sono sistemi viventi⁵.

I tre criteri fondamentali della vita e le teorie che stanno alla loro base verranno discussi in dettaglio nei prossimi capitoli. Qui intendo semplicemente fornirne un breve sommario.

Autopoiesi – Lo schema della vita

Fin dai primi decenni del secolo sappiamo che lo schema di organizzazione di un sistema vivente è sempre uno schema a rete⁶. Tuttavia sappiamo anche che non tutti i sistemi con un’organizzazione a rete sono sistemi viventi. Secondo Maturana e Varela, la caratteristica fondamentale di una rete vivente consiste nel fatto che essa produce continuamente se stessa. Così, «l’essere e l’agire [dei sistemi viventi] sono inseparabili, e ciò costituisce la [loro] modalità specifica di organizzazione»⁷. L’autopoiesi, o «produzione di sé», è uno schema a rete in cui ogni componente ha la funzione di partecipare alla produzione o alla trasformazione di altri componenti nella rete. In tal modo, la rete costruisce continuamente se stessa. È prodotta dai suoi componenti e li produce a sua volta.

Il sistema vivente più semplice che conosciamo è la cellula, e Maturana e Varela hanno fatto un ampio uso della biologia cellulare per esplorare i dettagli di reti autopoietiche. Una cellula vegetale ci permette di illustrare in modo conveniente lo schema di base dell’autopoiesi. Un’immagine semplificata di una cellula di questo tipo è mostrata nella figura 7-1, dove ai componenti cellulari sono stati attribuiti nomi descrittivi. I termini tecnici corrispondenti, derivati dal greco e dal latino, sono elencati nel glossario a pagina 184.

Come ogni altra cellula, una tipica cellula vegetale è costituita da una membrana che racchiude il liquido cellulare. Il liquido è un denso brodo molecolare composto dalle sostanze nutritive della cellula, cioè dagli elementi chimici con i quali la cellula costruisce le proprie strutture. Sospesi nel liquido cellulare troviamo il nucleo della cellula, un gran numero di minuscoli centri di fabbricazione in cui vengono prodotti i mattoni per la costruzione delle strutture, e molte parti specializzate, dette «organuli», analoghi agli organi del corpo. I più importanti di questi organuli sono i sacchi d’immagazzinamento, i centri di riciclaggio, le centrali elettriche e le stazioni solari. Come l’intera cellula, anche gli organuli sono circondati da membrane semipermeabili che selezionano ciò che entra e ciò che esce. La membrana cellulare, in particolare, fa entrare le sostanze nutritive ed elimina gli scarti.

Il nucleo della cellula racchiude il materiale genetico: le molecole di DNA, che contengono le informazioni genetiche, e le molecole di RNA, che sono prodotte dal DNA per consegnare le istruzioni ai centri di fabbricazione⁸. Il nucleo contiene anche un «mini nucleo», in cui vengono costruiti i centri di fabbricazione che saranno poi distribuiti in tutta la cellula.

Figura 7-1

I componenti fondamentali di una cellula vegetale.

Glossario dei termini tecnici

liquido cellulare: citoplasma («plasma cellulare»)

mini nucleo: nucleolo («piccolo nucleo»)

centro di fabbricazione: ribosoma; termine composto da acido ribonucleico (RNA) e da microsoma («corpo microscopico»), che denota un minuscolo granulo contenente RNA

sacco d’immagazzinamento: apparato del Golgi (dal nome del medico italiano Camillo Golgi)

centro di riciclaggio: lisosoma («corpo che discioglie»)

centrale elettrica: mitocondrio («granulo a filo»)

vettore di energia: adenosintrifosfato (ATP), un composto chimico che consiste di una base, uno zucchero e tre fosfati

stazione solare: cloroplasto («foglia verde»)

I centri di fabbricazione sono corpi granulari in cui vengono prodotte le proteine della cellula. Queste comprendono sia le proteine della struttura sia gli enzimi, i catalizzatori che promuovono tutti i processi cellulari. In ogni cellula ci sono circa cinquecentomila centri di fabbricazione.

I sacchi d’immagazzinamento ...

Indice dei contenuti

• Copertina
• Frontespizio
• LA RETE DELLA VITA
• PREFAZIONE
• PARTE PRIMA. IL CONTESTO CULTURALE
• PARTE SECONDA. L’ASCESA DEL PENSIERO SISTEMICO
• PARTE TERZA. LE TESSERE DEL MOSAICO
• PARTE QUARTA. LA NATURA DELLA VITA
• EPILOGO. BASI DI EDUCAZIONE ECOLOGICA
• APPENDICE. I CRITERI DEL PROCESSO MENTALE DI BATESON
• RINGRAZIAMENTI
• Bibliografia