Gli scienziati hanno scoperto un paradosso nell’evoluzione che potrebbe diventare una nuova regola. Un nuovo studio rivela inaspettatamente che le cellule prosperano nel caos.
Potrebbe averne meno di molte altre scienze, ma la biologia ha circa due dozzine di “regole”: ampie generalizzazioni sul comportamento, sulla natura e sull’evoluzione.
Ora, i ricercatori della USC vogliono aggiungere una nuova regola chiamata “instabilità selettivamente vantaggiosa (SAI)”, che esplora come l’instabilità possa effettivamente avvantaggiare una cellula e un organismo cellulare.
Il rovescio della medaglia di questa “regola” è che l’ISC può anche essere un fattore chiave per cose come la malattia e l’invecchiamento, quindi comprendere questo processo potrebbe aiutare nell’esplorazione di tali processi biologici.
In tutte le scienze, le regole e le leggi ci aiutano a dare un senso al mondo che ci circonda, sia applicato su scala cosmica che subatomica. Tuttavia, nel mondo biologico, le cose sono un po’ più complicate.
Questo perché la natura è spesso piena di eccezioni biologiche, e quindi anche le “regole della biologia” sono considerate ampie generalizzazioni piuttosto che fatti assoluti che spiegano e governano tutta la vita conosciuta.
Alcune di queste includono regole come la Legge di Allen, che impone che le forme del corpo negli endotermi (animali a sangue caldo) si adattino alle condizioni climatiche: basso e tozzo aiuta a trattenere il calore nei climi freddi, mentre alto e allampanato aiuta a dissipare il calore in quelli più caldi.
Un’altra “legge”, nota come regola di Bergmann, afferma che le specie di un clade ampiamente distribuito tendono a essere più grandi nei climi più freddi e più piccole in quelli più caldi (anche se ovviamente, come con la maggior parte delle regole biologiche, si applicano delle eccezioni).
“Instabilità selettivamente vantaggiosa” (SAI)
Attualmente esistono circa due dozzine di regole che descrivono tutti i tipi di processi del mondo naturale e ora i ricercatori della University of Southern California (USC) sperano di aggiungere una nuova regola. A prima vista, questa nuova regola – chiamata “instabilità selettivamente vantaggiosa” (SAI) – sembra sfidare i presupposti su cui si fonda la vita in generale, e va contro l’attuale presupposto secondo cui la vita brama stabilità e conservazione delle risorse.
Mentre la natura tende verso la stabilità (è uno dei motivi per cui vediamo così tante forme esagonali in natura), il biologo molecolare dell’USC John Towers sostiene che l’instabilità nei componenti biologici come proteine e geni può effettivamente essere utile per le cellule. Lo studio è stato pubblicato di recente sulla rivista Frontiers in Aging.
“Anche le cellule più semplici contengono proteasi e nucleasi e regolarmente degradano e sostituiscono le loro proteine e RNA, indicando che la SAI è essenziale per la vita”, ha affermato Tower in un comunicato stampa.
“Ciò può favorire il mantenimento sia di un gene normale che di una mutazione genetica nella stessa popolazione cellulare, se il gene normale è favorevole in uno stato cellulare e la mutazione genetica è favorevole nell’altro stato cellulare”.
Questi stati consentono una maggiore diversità genetica, che a sua volta può rendere gli organismi più adattabili. Molti componenti cellulari favoriscono anche una durata di vita breve, poiché ciò aiuta effettivamente a promuovere la salute delle cellule. Ciò indica che la SAI in questi componenti è una funzione biologica necessaria.
Naturalmente, ci sono molti aspetti negativi dell’instabilità. Questo processo di instabilità della mutazione che richiede energia può introdurre cellule deleterie che contribuiscono all’invecchiamento, inducendo anche altri tipi di danni e disfunzioni.
“L’invecchiamento si è rivelato difficile da definire, ma la maggior parte delle definizioni include un aumento della possibilità di morte con l’età e una diminuzione dell’idoneità riproduttiva con l’età”, si legge nel documento. “SAI può creare un costo per il replicatore in termini di energia e/o materiali, e questo costo potrebbe essere interpretato in termini di promozione dell’invecchiamento”.
Un’altra prova a sostegno dell’ubiquità della SAI e della sua candidatura come nuova “regola della biologia” è che essa emerge in altri concetti ben noti, tra cui la teoria del caos e le idee di “coscienza cellulare”.
Per questo motivo, così come per i suoi collegamenti con processi biologici fondamentali come l’invecchiamento, comprendere il funzionamento interno della SAI potrebbe aiutare i biologi a esplorare la vita cellulare in un modo completamente nuovo.
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