Il corso “Che cos’è la vita? Materia, informazione e trasformazione” invita a intraprendere un viaggio affascinante verso la comprensione di uno dei misteri più profondi: cosa significa essere vivi. Attraverso un percorso che intreccia chimica, biologia e filosofia, cercheremo di cogliere il filo sottile che lega la materia inanimata alla complessità del vivente, illuminando le tappe fondamentali che hanno condotto all’emergenza della vita.
Partiremo dal cuore della materia, esplorando come gli elementi più semplici dell’universo abbiano dato origine a strutture organizzate, capaci di replicarsi e trasformarsi, grazie alle leggi della chimica e della fisica. Ci addentreremo poi nel regno dell’informazione, dove il DNA si rivela un archivio straordinariamente dinamico, plasmato dal caso, dalla necessità e dall’ambiente, e vedremo come l’epigenetica aggiunga un nuovo livello di regolazione e adattamento, rivelando l’interazione profonda tra geni e contesto. Infine, affronteremo la vita come un processo di trasformazione continua, guidata dall’evoluzione: una forza che genera diversità, adatta le specie e riscrive continuamente le regole del gioco, attraverso mutazioni, selezione naturale, trasferimento genico orizzontale e cooperazione.
Questo corso è un’occasione unica per guardare alla vita con occhi nuovi, comprendendo non solo come si sia originata, ma come continui a reinventarsi. È un invito a riflettere sul nostro posto nel grande racconto dell’esistenza, lasciandosi ispirare dalla straordinaria capacità della vita di trasformare il semplice in complesso, il caos in ordine, il passato in futuro.
Programma
26 Febbraio
La vita come trasformazione: il programma di ricerca evoluzionistico
con Telmo Pievani.
La spiegazione evoluzionistica si articola oggi in un complesso programma di ricerca, ancora darwiniano nel suo nucleo ma naturalmente aggiornato sulla base delle conoscenze sperimentali più recenti. Al suo centro troviamo una molteplicità di processi selettivi (selezione naturale, sessuale, di gruppo, etc.) che si alimentano a partire da una molteplicità di sorgenti di variazione (mutazioni genetiche, epigenetiche, trasferimento genico orizzontale, ibridazioni, etc.). Una serie di vincoli (strutturali, di sviluppo, fisici) e di processi neutrali (come la deriva genetica) integrano e pongono limiti agli effetti della selezione. Inoltre, vanno considerati i pattern macroevolutivi, cioè ai livelli superiori alla specie: speciazioni, radiazioni adattative, estinzioni di sfondo e di massa. Nel corso della lezione verrà presentata una sintesi del programma di ricerca evoluzionistico contemporaneo, con alcuni suggerimenti sulla didattica.
5 Marzo
La vita come materia organizzata
con Enrico Bucci.
Domanda guida: come si è formata la vita dalla materia inanimata? Obiettivo: esplorare la vita come fenomeno emergente dall’organizzazione della materia.
Introduzione al concetto di materia organizzata:
La difficoltà di definire la vita;
La vita come fenomeno emergente legato all’organizzazione della materia.
Gli ingredienti fondamentali della vita:
Gli elementi chimici alla base della vita;
La formazione di molecole organiche complesse.
Il ruolo della fisica e della chimica nell’organizzazione dei primi sistemi viventi:
Come l’energia ha permesso di creare strutture ordinate;
L’importanza della termodinamica nei sistemi viventi.
L’emergenza dei primi sistemi chiusi:
La formazione di confini tra interno ed esterno;
Le protocellule come modello dei primi sistemi viventi.
Conclusioni:
Sintesi dei concetti chiave sull’organizzazione della materia.
Riflessione su come la vita sia radicata nei processi fisici e chimici.
12 Marzo
La vita come informazione
con Enrico Bucci.
Domanda guida: cosa è e che ruolo ha l’informazione per la vita? Obiettivo: analizzare la vita come sistema informativo capace di adattarsi e trasformarsi.
Introduzione al concetto di informazione:
Il significato di informazione in termini generali;
L’informazione come elemento centrale nella biologia.
Il DNA come supporto fisico dell’informazione biologica:
La struttura del DNA e il suo ruolo nell’immagazzinare informazioni;
Il processo di replicazione e trasmissione dell’informazione genetica.
Il ruolo della meccanica quantistica nella generazione di mutazioni casuali:
I fenomeni quantistici che influenzano i processi biologici;
La casualità assoluta nelle mutazioni genetiche.
L’epigenetica come livello aggiuntivo di regolazione dell’informazione genetica:
Come l’ambiente può influenzare l’espressione genetica;
La trasmissione delle modifiche epigenetiche tra generazioni.
Conclusioni:
Sintesi del ruolo dell’informazione per la vita;
Riflessione su come informazione, genetica e ambiente interagiscano per plasmare il vivente.
18 Marzo
La vita come trasformazione
con Enrico Bucci.
Domanda guida: come la moderna teoria evoluzionistica spiega la trasformazione della vita nel tempo? Obiettivo: esplorare i principi chiave della moderna teoria evoluzionistica e il loro ruolo nel modellare la vita.
Introduzione al concetto di trasformazione evolutiva:
La vita come sistema in continua evoluzione;
L’evoluzione come processo che spiega l’adattamento e la diversità biologica.
I principi fondamentali della moderna teoria evoluzionistica:
La selezione naturale e il suo ruolo nell’adattamento;
La variazione genetica come motore della diversità;
L’interazione tra mutazioni, deriva genetica e selezione.
Nuovi sviluppi nella teoria evoluzionistica:
Il trasferimento genico orizzontale e il suo impatto sulla condivisione di informazioni genetiche tra specie diverse;
L’epigenetica e il ruolo dell’ambiente nel plasmare l’eredità;
La selezione di gruppo e il concetto di evolvibilità;
La cooperazione e la simbiosi come forze evolutive.
Conclusioni:
La teoria evoluzionistica è essa stessa in continua evoluzione: nuove scoperte ampliano e arricchiscono il quadro darwiniano originale;
Riflessione su come lo studio dell’evoluzione continui a trasformare la nostra comprensione della vita;
L’evoluzione non è solo un fenomeno biologico, ma un paradigma per comprendere il cambiamento in molteplici ambiti.
