Che differenza c’è fra la vita e la non-vita? Non conosciamo la risposta precisa (non sappiamo neppure definire esattamente la vita), ma probabilmente una possibile risposta include la capacità della vita di preservarsi nel tempo combattendo l’entropia. Per indagare, alcuni ricercatori hanno creato una molecola in bilico fra rigenerazione e autodistruzione.

Cos’é l’entropia?

L’entropia, o legge del disordine, è un concetto  particolarmente complicato che necessiterebbe di nozioni avanzate di meccanica quantistica per poter essere esaurientemente spiegato e compreso. È possibile comunque dare una spiegazione semplificata dell’entropia, interpretandola come il ‘grado di disordine’ di un sistema. Quindi un aumento del “disordine” di un sistema è associato a un aumento di entropia, mentre una diminuzione del “disordine” di un sistema è associata a una diminuzione di entropia; è necessario però chiarire che il disordine è relativo, e per questo la spiegazione semplificata non è equivalente a quella esatta.

L’ entropia viene definita dal secondo principio della termodinamica. Esso afferma  l’irreversibilità degli eventi termodinamici (tra cui quelli legati alla vita) e in definitiva che, col passare del tempo, l’entropia aumenta: non c’è più scambio termico, non accade più nulla. Insomma, non capita mai che un’auto che invecchia funzioni meglio, o che, tornando a casa, la troviamo più pulita di come l’abbiamo lasciata. O che un uovo si riaggiusti, dopo averlo rotto.

L’uomo, un essere “disobbediente”

Noi siamo però capaci di riordinare la case e riparare macchine. Come tutti gli esseri viventi siamo anche capaci di mantenere il complesso meccanismo chimico che ci fa esistere, e facendo questo ci illudiamo di poter ingannare la termodinamica, anche se temporaneamente mutando l’ambiente attorno a noi.

la molecola replicante al microscopio

Lungo questo filone del pensiero scientifico, i ricercatori dell’Università di Oxford hanno creato una molecola sintetica in grado di autoreplicarsi e di assumere una forma sempre più complessa. Come per tutte le forme di vita, il suo ‘funzionamento’ necessita di un qualche carburante e produce degli scarti. Il minuscolo replicante ricorda le molecole del sapone o della parete cellulare: un lato è idrofilo (affine all’acqua), l’altro è idrofobo (repelle l’acqua) e in mezzo c’è del Rutenio che lega il tutto. La molecola riesce quindi a catturare nuovi elementi per espandersi (crescere) e creare una struttura sferica. Ma, ciclicamente, diventa instabile e perde pezzi.

Come funziona?

A far funzionare il tutto è la metatesi, una reazione di doppio scambio fra molecole, basata, appunto, sullo scambio di due o più ioni fra elementi e gruppi aventi la stessa valenza. Semplice esempio di reazione di metatesi è il seguente:

Na2SO4 + ZnCl2 → ZnSO4 + 2NaCl

Tolta l’entropia e la termodinamica, è tutto nuovo: nel 2005 questo filone di ricerca si aggiudicava il Nobel per la Chimica, “per lo sviluppo del metodo della metatesi nella sintesi organica“. Tredici anni dopo la ricerca continua, ma, come ha dichiarato il ricercatore Stephen Fletcher, coordinatore dello studio, “creare la vita sintetica è oggi impossibile perché ancora non capiamo esattamente cosa sia la vita“, appunto.

Secondo Fletcher, “la progettazione e lo studio di modelli sintetici, in cui sono usati elementi costruttivi relativamente semplici per creare sistemi funzionali complessi, aiuteranno a capire come ricreare i comportamenti così lontani dall’equilibrio osservati nella vita“. Si tratta dunque di una ricerca di base, che possibilmente prima o poi ci porterà a capire davvero cos’è la vita.

-Valto

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