Storia della scienza per le lauree triennali Prof. Giuliano Pancaldi

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1 Storia della scienza per le lauree triennali Prof. Giuliano Pancaldi Modulo 8 Ancora un altra tradizione di ricerca in biologia: Gregor Mendel, gli ibridatori e la riscoperta di Mendel nel Novecento Brno, il monastero dove Mendel fece i suoi esperimenti sul pisello comune negli anni Da Storia della scienza, Enciclopedia Italiana, vol. VII, Nel 1865 Johann Gregor Mendel ( ), monaco e poi abate nel monastero agostiniano di Brno (in Moravia, oggi parte della repubblica ceca), insegnante di latino, greco e matematica nei licei, figlio di un agricoltore austriaco, pubblicò degli Esperimenti sugli ibridi delle piante in cui utilizzava sette semplici caratteristiche del pisello comune (vedi sotto) per provare a stabilire secondo quali leggi quantitative gli esseri viventi trasmettono le loro caratteristiche da una generazione all altra. Partendo da questi esperimenti, nella sua pubblicazione Mendel enunciava alcune leggi della trasmissione ereditaria delle caratteristiche organiche. Il lavoro era il frutto di una tradizione di studi di biologia coltivata specialmente dagli allevatori di animali domestici e di piante, una tradizione che era ben nota anche a Darwin. In effetti anche se è difficile immaginare due personalità più diverse qualcosa spiega il comune interesse di Darwin e di Mendel per l allevamento. A metà Ottocento i produttori australiani (che facevano parte dell impero britannico) stavano mietendo successi anche in Europa, imponendo i

2 loro prodotti più economici a svantaggio di quelli europei. Questi successi minacciavano la produzione agricola e l allevamento di regioni la cui ricchezza era basata su un agricoltura tradizionale, come la Moravia. Il bravo amministratore del convento di Brno la Chiesa amministrava tradizionalmente grandi proprietà terriere considerava gli studi sugli ibridi un utile campo di ricerca, potenzialmente capace, con l introduzione di nuove varietà di piante e di animali, di risollevare le sorti dell agricoltura e degli allevamenti della regione. Perciò incoraggiò Mendel che per qualche tempo aveva studiato le tecniche della fisica sperimentale all Università di Vienna ad applicarsi agli studi sugli ibridi ottenuti incrociando varietà diverse della stessa specie di organismi. Questi studi avevano già una tradizione antica. All inizio del Settecento uno dei primi esperti europei di ibridazione lo svedese Linneo, noto per il suo sistema di nomenclatura delle piante e degli animali usato ancora oggi aveva notato che negli orti si osservano varietà di piante un po diverse da quelle conosciute in natura. Mendel partì da questo ordine di problemi e adottò una tecnica sperimentale molto accurata, come gli era stato insegnato nei corsi di fisica a Vienna. Studiò in particolare 34 varietà di una sola specie, il pisello domestico, per vedere se era possibile isolare alcune caratteristiche tipiche che, da come apparivano nelle generazioni successive, risultavano indipendenti l una dall altra. Si ricorderà che invece, prima di Mendel, parlando della riproduzione si insisteva più spesso sul rimescolamento continuo (anziché discontinuo o indipendente ) delle caratteristiche organiche nel passaggio da una generazione all altra. Poi allevò e effettuò le ibridazioni dei piselli per generazioni successive usando un numero alto di individui, affinchè i risultati ottenuti fossero significativi per rappresentare l intera popolazione della specie (da Robert Olby, in The Oxford Companion to the History of Modern Science, Ed. John H. Heilbron, 2003). I risultati molto precisi (ma non perfetti, alla luce delle ricerche successive) che Mendel fu in grado di ottenere dipendevano in egual misura dalla decisione di lavorare su un organismo relativamente semplice come il pisello comune, e dal controllo rigoroso cui sottoponeva la storia passata degli individui di diverse generazioni che utilizzava per le ibridazioni. Questo tipo di controllo o registrazione era peraltro comune tra gli allevatori. Mendel potè così osservare che nell ibridazione alcune caratteristiche come il seme liscio (dominante) prevalevano nella prima generazione di piselli seguente a quella dei genitori, mentre altre caratteristiche come il seme rugoso (recessivo) non vi figuravano affatto, ma riapparivano nella generazione successiva in una proporzione definita. Agli occhi di Mendel queste leggi quantitative erano un contributo alla scienza della ibridazione delle piante e a uno studio delle forme macroscopiche che si presentavano nelle generazioni successive ottenute per ibridazione:

3 (da Atlanti Universali Giunti: Genetica) Come si è sottolineato, Mendel studiava i caratteri macroscopici delle piante. Soltanto dopo la morte di Mendel, ai primi del Novecento, questo tipo di studi cominciò a interagire con lo studio al microscopio delle cellule e in particolare dei cromosomi (vedi modulo precedente), alla ricerca di una possibile corrispondenza tra quel che accadeva a livello microscopico in fenomeni come la mitosi, e le caratteristiche macroscopiche degli stessi organismi. I risultati di Mendel non attirarono subito l attenzione della comunità scientifica internazionale, forse perché semplificavano fortemente un campo di fenomeni che i contemporanei consideravano

4 straordinariamente complessi (come osserva Federico Di Trocchio in, Storia della scienza, Treccani, vol. VII, 2003). Il fenomeno non è raro nella storia della scienza. I risultati nuovi o interessanti non hanno una speciale virtù propria per imporsi agli esperti: perché le idee si diffondano occorrono processi di persuasione da parte del proponente e di assimilazione da parte degli esperti, il cui esito non è affatto scontato. Nel 1900, quando il lavoro di Mendel del 1865 fu riscoperto simultaneamente da diversi biologi, acquistò un importanza e dei significati nuovi per il livello raggiunto nel frattempo dalla biologia di laboratorio e dall evoluzionismo, di cui si è detto nel modulo 7. Le ricerche di Mendel d altra parte simboleggiavano una tradizione di studi in biologia riconducibile all ideale, già delineato nell età dell Illuminismo, che proclamava l opportunità di estendere metodi scientifici quantitativi già adottati in fisica o in chimica anche a settori come l agricoltura e l allevamento. Questi due settori tradizionali dell economia continuavano ad avere enorme importanza nelle società europee che, nella seconda metà dell Ottocento, stavano conoscendo un espansione demografica che metteva alla prova la capacità dell agricoltura e dell allevamento di stare al passo con l aumento della popolazione e con l urbanizzazione accelerata che accompagnavano l industrializzazione. Obiettivo 2 del corso: Trattando di Mendel, abbiamo sottolineato le molte differenze con Darwin - sul piano per esempio delle convinzioni religiose - e qualche convergenza, come per esempio l interesse di entrambi per le pratiche dell allevamento. Eppure oggi Darwin e Mendel figurano uno accanto all altro in qualsiasi trattato di scienze naturali come se parlassero la stessa lingua e costituissero, insieme con le ricerche sulla struttura microscopica dei viventi, i fondamenti della biologia. Quella stessa lingua, come si comprende, è in realtà una deformazione prospettica generata dai manuali di biologia che, nel corso del Novecento, hanno trovato e trovano ancora utile combinare insieme le tradizioni di studio risalenti a Darwin, a Mendel e alla biologia di laboratorio. Può essere utile sottolineare ancora una volta la differenza profonda che c è tra la scienza come ci viene comunicata dai manuali, da un lato, e le vicende storiche della scienza dall altro. Nella realtà storica Mendel e Darwin non si sono mai incontrati. Mendel sapeva dell Origine delle specie di Darwin, un opera molto popolare come sappiamo; mentre Darwin a quanto pare non ebbe mai notizia dei saggi di Mendel sugli ibridi. Entrambi, poi, trascuravano sostanzialmente la biologia microscopica di laboratorio, importantissima per lo sviluppo degli studi sulla cellula considerati nel modulo precedente. Il proposito di mettere insieme le idee di Darwin e Mendel, in effetti, occupò i biologi per diversi decenni nel corso del Novecento, quando Darwin e Mendel erano morti da un pezzo.

5 In un certo senso si può dire che i manuali scientifici ricombinano a posteriori le idee che si tramandano sotto un certo nome, senza preoccuparsi troppo di come sono andate veramente le cose. Nei manuali scientifici lo scopo che prevale è quello di trasmettere in fretta e in modo efficace alcune idee fondamentali, così come le vedono gli scienziati nel momento in cui il manuale viene scritto. A giudicare dai successi della biologia da Darwin a oggi, i manuali hanno assolto con molto successo il compito loro assegnato di trasmettere in fretta e bene alcune idee fondamentali a nuove generazioni di scienziati. E tuttavia essi ci trasmettono un immagine della scienza che si allontana significativamente da come sono andate veramente le cose, cancellando quasi del tutto le grandi differenze di approccio e di strategia che caratterizzavano per esempio le ricerche di autori come Darwin, Mendel e i biologi impegnati negli studi a livello microscopico.