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Se vi trovate seduti vicino a uno scimpanzé, fissandovi faccia a faccia e stabilendo un contatto visivo continuo, accade qualcosa di interessante, qualcosa che è alternativamente commovente, sconcertante e un po’ inquietante. Quando guardi questa bestia, improvvisamente ti rendi conto che il volto che ti guarda è quello di un individuo senziente, che è riconoscibilmente parente. Non si può fare a meno di chiedersi: che problema hanno quelli del disegno intelligente?

Gli scimpanzé sono parenti stretti degli umani, ma non sono identici a noi. Noi non siamo scimpanzé. Gli scimpanzé eccellono nell’arrampicarsi sugli alberi, ma noi li battiamo a mani basse nelle routine di equilibrio; sono coperti di peli, mentre noi abbiamo solo un tizio occasionale con le spalle davvero pelose. Le differenze fondamentali, tuttavia, derivano da come usiamo il nostro cervello. Gli scimpanzé hanno una vita sociale complessa, giocano a politiche di potere, si tradiscono e si uccidono a vicenda, costruiscono strumenti e insegnano l’uso degli strumenti attraverso le generazioni in un modo che si qualifica come cultura. Possono persino imparare a fare operazioni logiche con i simboli, e hanno un relativo senso dei numeri. Eppure questi comportamenti non si avvicinano neanche lontanamente alla complessità e alle sfumature dei comportamenti umani, e a mio parere non c’è la benché minima prova scientifica che gli scimpanzé abbiano un’estetica, una spiritualità o una capacità di fare dell’ironia o della pregnanza.

Che cosa spiega queste differenze? Qualche anno fa è stato realizzato il progetto più ambizioso della storia della biologia: il sequenziamento del genoma umano. Poi, solo quattro mesi fa, un team di ricercatori ha riferito di aver sequenziato anche il genoma completo dello scimpanzé. Gli scienziati sanno da tempo che gli scimpanzé e gli esseri umani condividono circa il 98% del loro DNA. Finalmente, però, ci si può sedere con due rotoli di stampa del computer, marciare attraverso i due genomi e vedere esattamente dove sta il nostro 2% di differenza.

Viste le differenze esteriori, sembra ragionevole aspettarsi di trovare differenze fondamentali nelle porzioni del genoma che determinano i cervelli degli scimpanzé e degli esseri umani – ragionevole, almeno, per un neurobiologo brainocentrico come me. Ma come si è scoperto, il cervello dello scimpanzé e quello umano non differiscono quasi per niente nelle loro basi genetiche. Infatti, uno sguardo attento al genoma dello scimpanzé rivela una lezione importante su come funzionano i geni e l’evoluzione, e suggerisce che gli scimpanzé e gli esseri umani sono molto più simili di quanto persino un neurobiologo potrebbe pensare.

Il DNA, o acido desossiribonucleico, è composto da sole quattro molecole, chiamate nucleotidi: adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). Il codice del DNA di ogni specie consiste in miliardi di queste lettere in un ordine preciso. Se, quando il DNA viene copiato in uno sperma o in un uovo, un nucleotide viene erroneamente copiato male, il risultato è una mutazione. Se la mutazione persiste di generazione in generazione, diventa una differenza di DNA – una delle tante distinzioni genetiche che separano una specie (scimpanzé) da un’altra (uomo). In genomi che coinvolgono miliardi di nucleotidi, una minuscola differenza del 2% si traduce in decine di milioni di differenze ACGT. E quel 2 per cento di differenza può essere distribuito in modo molto ampio. Gli esseri umani e gli scimpanzé hanno ciascuno tra i 20.000 e i 30.000 geni, quindi è probabile che ci siano differenze nucleotidiche in ogni singolo gene.

Per capire cosa distingue il DNA degli scimpanzé e degli umani, bisogna prima chiedersi: cos’è un gene? Un gene è una stringa di nucleotidi che specifica come una singola proteina distintiva dovrebbe essere fatta. Anche se lo stesso gene negli scimpanzé e negli esseri umani differisce per una A qui e una T là, il risultato può essere di nessuna conseguenza. Molte differenze nucleotidiche sono neutre – sia la mutazione che il gene normale causano la produzione della stessa proteina. Tuttavia, data la giusta differenza nucleotidica tra lo stesso gene nelle due specie, le proteine risultanti possono differire leggermente nella costruzione e nella funzione.

Si potrebbe supporre che le differenze tra i geni dello scimpanzé e dell’uomo si riducano a questo tipo di errori tipografici: un nucleotide scambiato con uno diverso e che altera il gene in cui si trova. Ma uno sguardo attento ai due codici rivela pochissimi casi del genere. E gli errori di battitura che occasionalmente si verificano seguono un modello convincente. È importante notare che i geni non agiscono da soli. Sì, ogni gene regola la costruzione di una specifica proteina. Ma cosa dice a quel gene quando e dove costruire quella proteina? La regolazione è tutto: è importante non avviare i geni legati alla pubertà durante, diciamo, l’infanzia, o attivare i geni che sono legati al colore degli occhi nella vescica.

Nella lista del codice del DNA, queste informazioni critiche sono contenute in un breve tratto di As e C e G e Ts che si trovano appena prima di ogni gene e agiscono come un interruttore che accende o spegne il gene. L’interruttore, a sua volta, è attivato da proteine chiamate fattori di trascrizione, che attivano certi geni in risposta a determinati stimoli. Naturalmente, ogni gene non è regolato da un proprio fattore di trascrizione distinto; altrimenti, un cifrario di ben 30.000 geni richiederebbe 30.000 fattori di trascrizione – e altri 30.000 geni per codificarli. Invece, un fattore di trascrizione può intervenire su una serie di geni funzionalmente correlati. Per esempio, un certo tipo di lesione può attivare un fattore di trascrizione che accende un mucchio di geni nei globuli bianchi, scatenando l’infiammazione.

L’accensione accurata degli interruttori è essenziale. Immaginate le conseguenze se alcuni di quei piccoli cambiamenti nucleotidici si verificassero in una proteina che è un fattore di trascrizione: Improvvisamente, invece di attivare 23 geni diversi, la proteina potrebbe caricarne 21 o 25 – o potrebbe accendere i soliti 23 ma in rapporti diversi dal normale. Improvvisamente, una piccola differenza di nucleotide verrebbe amplificata attraverso una rete di differenze genetiche. (E immaginate le ramificazioni se le proteine alterate sono fattori di trascrizione che attivano i geni che codificano per altri fattori di trascrizione!) Quando si confrontano i genomi dello scimpanzé e dell’uomo, alcuni dei casi più chiari di differenze nucleotidiche si trovano nei geni che codificano i fattori di trascrizione. Questi casi sono pochi, ma hanno implicazioni di vasta portata.

I genomi degli scimpanzé e degli umani rivelano anche una storia di altri tipi di differenze. Invece di una semplice mutazione, in cui un singolo nucleotide viene copiato in modo errato, consideriamo una mutazione di inserzione, in cui una A, C, G o T in più viene inserita, o una mutazione di delezione, in cui un nucleotide viene eliminato. Le mutazioni di inserzione o delezione possono avere conseguenze importanti: Immaginate la mutazione di delezione che trasforma la frase “Prenderò la mousse per dessert” in “Prenderò il topo per dessert”, o la mutazione di inserzione implicita in “Mi ha rifiutato un appuntamento dopo che le ho chiesto di fare il bowling con me”. A volte, più di un singolo nucleotide è coinvolto; interi tratti di un gene possono essere eliminati o aggiunti. In casi estremi, interi geni possono essere cancellati o aggiunti.

Più importante di come i cambiamenti genetici sorgono – per inserimento, cancellazione o mutazione diretta – è dove nel genoma si verificano. Tenete a mente che, affinché questi cambiamenti genetici persistano di generazione in generazione, devono trasmettere qualche vantaggio evolutivo. Quando si esamina il 2% di differenza tra gli esseri umani e gli scimpanzé, i geni in questione risultano essere evolutivamente importanti, anche se banali. Per esempio, gli scimpanzé hanno molti più geni legati all’olfatto di noi; hanno un olfatto migliore perché abbiamo perso molti di quei geni. La distinzione del 2% coinvolge anche una frazione insolitamente grande di geni legati al sistema immunitario, alla vulnerabilità ai parassiti e alle malattie infettive: Gli scimpanzé sono resistenti alla malaria e noi no; gestiamo la tubercolosi meglio di loro. Un’altra frazione importante di quel 2 per cento coinvolge i geni relativi alla riproduzione – il tipo di differenze anatomiche che dividono una specie in due e le impediscono di incrociarsi. Eppure, scimpanzé e umani hanno cervelli molto diversi. Quindi quali sono i geni specifici del cervello che si sono evoluti in direzioni molto diverse nelle due specie? Si scopre che non ce n’è quasi nessuno che corrisponda a questa domanda. Anche questo ha molto senso. Esaminate al microscopio un neurone di un cervello umano, poi fate lo stesso con un neurone del cervello di uno scimpanzé, un ratto, una rana o una lumaca di mare. I neuroni hanno tutti lo stesso aspetto: dendriti fibrosi da un lato, un cavo assonale dall’altro. Tutti funzionano con lo stesso meccanismo di base: canali e pompe che spostano sodio, potassio e calcio, innescando un’onda di eccitazione chiamata potenziale d’azione. Hanno tutti un complemento simile di neurotrasmettitori: serotonina, dopamina, glutammato e così via. Sono tutti gli stessi elementi di base.

La differenza principale è nel numero di neuroni. Il cervello umano ha 100 milioni di volte il numero di neuroni del cervello di una lumaca di mare. Da dove vengono queste differenze di quantità? Ad un certo punto del loro sviluppo, tutti gli embrioni – che siano umani, scimpanzé, ratti, rane o lumache – devono avere una singola prima cellula impegnata a generare neuroni. Quella cellula si divide e dà origine a 2 cellule; queste si dividono in 4, poi 8, poi 16. Dopo una dozzina di cicli di divisione cellulare, hai più o meno abbastanza neuroni per far funzionare una lumaca. Fai altri 25 cicli o giù di lì e avrai un cervello umano. Fermati un paio di giri prima di quello e, a circa un terzo delle dimensioni di un cervello umano, ne hai uno per uno scimpanzé. Risultati molto diversi, ma relativamente pochi geni regolano il numero di cicli di divisione cellulare nel sistema nervoso prima di chiamare un arresto. E sono proprio alcuni di questi geni, quelli coinvolti nello sviluppo neurale, che appaiono nella lista delle differenze tra i genomi di scimpanzé e umani.

Ecco, questa è la soluzione del 2%. Ciò che è scioccante è la sua semplicità. Gli esseri umani, per essere umani, non hanno bisogno di aver evoluto geni unici che codificano per tipi completamente nuovi di neuroni o neurotrasmettitori, o un ippocampo più complesso (con conseguenti miglioramenti nella memoria), o una corteccia frontale più complessa (da cui otteniamo la capacità di rimandare la gratificazione). Invece, la nostra cerebralità come specie deriva dall’avere un numero enorme di pochi tipi di neuroni pronti all’uso e dal numero esponenzialmente maggiore di interazioni tra loro. La differenza è la pura quantità: Le distinzioni qualitative emergono dai grandi numeri. I geni possono avere qualcosa a che fare con quella quantità, e quindi con la complessità della qualità che emerge. Ma nessun gene o genoma potrà mai dirci che tipo di qualità saranno. Ricordatevelo quando vi troverete faccia a faccia con lo scimpanzé, cercando di capire perché l’altro vi sembra vagamente familiare.