Già mezzo secolo fa il biologo americano Tracy Morton Sonneborn (1905-1981) osservò che il protozoo Paramecium aurelia può trasmettere alla progenie cicatrici superficiali acquisite. Nei processi di riproduzione sessuata, durante la coniugazione due cellule di Paramecium si appaiano formando un ponte citoplasmatico attraverso il quale avviene lo scambio di materiale genetico. Quando i partner si separano, ognuno riacquista la sua struttura superficiale normale; a volte però, a causa di una separazione difettosa, uno dei partner mantiene un frammento della superficie dell’altro e trasmette poi questa struttura superficiale cicatriziale ai suoi discendenti per molte generazioni. Analogamente, cellule di lievito che vengono esposte per un breve periodo di tempo a un determinato zucchero cambiano il loro metabolismo per poter utilizzare tale zucchero come alimento. Quando lo zucchero è rimosso, le cellule “ricordano” come digerirlo e trasmettono questa informazione per centinaia di generazioni. Questi cambiamenti ereditabili non implicano modifiche del DNA: nel primo caso la superficie cellulare sembra funzionare da stampo per produrre una nuova superficie organizzata in modo identico, mentre nel secondo a essere trasmesso è probabilmente uno stato metabolico che rimane fissato sia nella cellula originale sia nelle cellule figlie.
Ma talvolta l’ambiente può indurre anche modificazioni “mirate” del genoma. Se viene esposta a raggi ultravioletti nocivi la pianta Arabidopsis aumenta la velocità dei processi di riparazione e rimodellamento del DNA nel tentativo di ridurre i danni, e sorprendentemente continua a farlo per diverse generazioni dopo la rimozione della fonte di luce ultravioletta. Quando certi batteri sono esposti al calore o a sostanze tossiche riarrangiano parti del loro DNA allo scopo di generare nuovi tipi di proteine di difesa. Sebbene non sia ancora stato dimostrato, probabilmente anche noi umani possiamo adattare parti del nostro genoma in maniera finalizzata e trasmettere questi cambiamenti ai nostri figli. Negli organismi più semplici, questi cambiamenti ereditabili “epigenetici” coinvolgono modificazioni chimiche del DNA o delle proteine con cui il DNA è assemblato nei cromosomi.
Una teoria dell’evoluzione fondata sulla trasmissione genetica di caratteri acquisiti fu formulata più di due secoli fa dal il biologo francese Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829). Questa concezione fu poi ripresa e proposta senza scrupoli come dogma dall’agronomo e ciarlatano sovietico Trofim Denisovich Lysenko (1898-1976), in quanto suggeriva la possibilità di produrre una nuova generazione di cittadini geneticamente adattati alla società sovietica. Oggi sappiamo che l’evoluzione normalmente non funziona così; ma a volte fa eccezioni che confermano la regola.
Il concetto di evoluzione è probabilmente il più grande progresso intellettuale nella storia dell’umanità. Senza questo concetto il fenomeno della vita sembra non avere alcun senso: l’evoluzione spiega non solo la straordinaria diversità degli organismi viventi, ma anche la loro capacità pressoché illimitata di adattarsi ai cambiamenti dell’ambiente.
Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1828-1913) presentarono il loro rivoluzionario concetto di evoluzione alla Linnean Society di Londra nel 1858; un anno più tardi la teoria fu esposta da Darwin nel suo storico libro L’origine delle specie per selezione naturale. A quel tempo non si sapeva ancora nulla né di geni né di DNA; se Darwin e Wallace avessero conosciuto la genetica moderna, avrebbero sostenuto che l’evoluzione procede sulla base di mutazioni casuali del DNA di un organismo, seguite dalla selezione dei mutanti dotati di una maggiore capacità di riprodursi nel proprio habitat. L’ambiente può causare mutazioni, ma non influenza gli effetti che queste mutazioni hanno sull’organismo. In altre parole, l’evoluzione si basa su mutazioni “cieche” seguite da una selezione “finalizzata”.
Questi principi sono ancora corretti; esistono però eccezioni, anche se molto rare, che non compromettono la validità del concetto di evoluzione ma lo arricchiscono con una sana dose di eresia. La scienza cerca sempre di riesaminare le teorie generalmente accettate alla luce dei dati più recenti; non fornisce mai verità assolute, solo spiegazioni che rispecchiano nel miglior modo possibile le conoscenze e le prove disponibili.
