Zanichelli: Chiavi di lettura

La comparsa di un nuovo virus su scala globale ha amplificato le fragilità delle nostre comunità e ha catalizzato mutamenti sociali, culturali ed economici radicali. Allo stesso tempo, ha generato una circolazione rapida, massiccia e incontrollata di informazioni che ha messo in discussione il ruolo della scienza e la sua capacità di comunicare: un’infodemia di cui le fake news sono solo la forma più distruttiva. I toni della narrazione che leggiamo sui media richiamano spesso quelli di una guerra; sono diventate di uso comune parole nuove o dimenticate, come paziente zero, quarantena, spillover, coprifuoco, droplet, green pass, morbilità; i numeri della pandemia (contagi, decessi, guarigioni) polarizzano la nostra attenzione, disorientati come siamo da voci contrastanti e non sempre autorevoli. Ripercorrere le tappe della prima pandemia al tempo dei social e imparare dall’esperienza può spronarci a ripensare il rapporto tra chi fa ricerca e chi lavora nella comunicazione, per affrontare in modo più consapevole le emergenze future.

È bastato un salto di specie a farci piombare per la terza volta in vent’anni in una nuova epidemia, provocata da un coronavirus contro il quale non esistevano né vaccini né terapie. Mentre riflettiamo su come cambiare il nostro modo di vivere, causa del degrado ecologico e ambientale che ha favorito la pandemia, disponiamo di tecnologie straordinarie contro le malattie infettive: in appena 11 mesi è stato possibile sviluppare, sperimentare e produrre vaccini che promettono di farci dimenticare SARS-CoV-2. I vaccinologi sfornano preparati sempre più precisi ed efficaci, la cui accettazione sembra però retrocedere, al punto che focolai di malattie prevenibili hanno costretto il legislatore a reintrodurre l’obbligo per le vaccinazioni infantili. Un pubblico capace di distinguere le voci autorevoli da quelle fuorvianti potrà godere più ampiamente dei vaccini di domani. I vaccini costano poco, salvano innumerevoli vite umane, sono più efficaci delle migliori medicine. Cerchiamo di farne il miglior uso possibile, per la salute di tutti.

Il rumore della pioggia di un temporale improvviso ci distrae, ma dopo poco non lo sentiamo più. Ci invaghiamo di una persona, ma con il passare del tempo perdiamo interesse. Dopo mesi di bollettini medici quotidiani, l’ennesimo annuncio sui numeri della pandemia ci lascia quasi indifferenti. Che cosa è successo? Siamo caduti nell’abituazione: la ripetizione dello stesso stimolo o della stessa situazione non ci fa più effetto e smettiamo di rispondere. L’abituazione riflette un meccanismo automatico, presente in tutti gli animali, che permette di ignorare gli stimoli ripetitivi irrilevanti, ma che a volte può ridurre il nostro interesse anche nei confronti di stimoli importanti. Una forma di apprendimento basilare che può avere conseguenze inattese nella nostra vita: nei legami affettivi, nel rapporto con il cibo, nella risposta a farmaci e stupefacenti, nella nostra capacità di reagire emotivamente a notizie drammatiche ripetute. Non possiamo controllare l’abituazione, perché non dipende dalla nostra volontà, ma sapere che cos’è e come agisce può aiutarci a tenerla a bada e a imparare ad avere cura di tutto ciò che ci è caro.

I virus sono strutture semplici, con pochissimi geni. Eppure alcuni di loro possono cambiare le sorti della storia. Questo era noto da prima che arrivasse Sars-Cov-2, un virus che non è giunto inaspettato: già nel 2002 l’epidemia di SARS avrebbe dovuto metterci in guardia. Di fronte a un nuovo virus, gli esseri umani sono indifesi come qualsiasi altra specie. Abbiamo però una carta importante da giocare: la ricerca scientifica. I virus vanno studiati tanto dal punto di vista biologico, per capire come funzionano, quanto da quello ecologico, per scoprire come nascono e come si diffondono. Negli ultimi decenni, il passaggio di virus dagli animali agli umani è diventato sempre più frequente a causa della distruzione degli ambienti naturali e dell’aumento della popolazione umana, che invade gli spazi dove vivono le specie selvatiche. I virus, però, non sono sempre nocivi. Alcuni sono innocui, altri possono anche essere nostri alleati, per esempio come vettori nella terapia genica o per distruggere cellule del cancro. Le principali novità della nuova edizione riguardano: Aggiornamento degli 8 capitoli della prima edizione, con nuovi dati ed esempi. Ampliamento del quinto (Malattie virali) e settimo capitolo (Sfide emergenti) con descrizione e analisi di Covid-19, Mers, e influenza Spagnola. Ampliamento dell’ottavo capitolo (Difendersi dai virus) con tre nuovi paragrafi: nuovi farmaci contro Hiv; selezione e riuso di vecchi farmaci contro malattie virale; vaccini e immunoterapia. Un nuovo capitolo (I virus come alleati), dedicato alle nuove applicazioni della ricerca sui virus.

Simulare il flusso del sangue in un’arteria occlusa, prevedere che tempo farà domani, ottimizzare l’aerodinamica di una barca a vela: per risolvere questi problemi, cardiologi, meteorologi e ingegneri possono contare sull’aiuto della matematica. Il matematico lavora in équipe con gli specialisti del campo, con cui stabilisce le domande a cui dare risposta. Per modellizzare l’apparato circolatorio deve tener conto dell’elasticità delle pareti arteriose, che si deformano al passaggio del sangue, e dei moti vorticosi che si formano a valle delle biforcazioni delle arterie. Per progettare una barca a vela in grado di conquistare la Coppa America deve ottimizzare l’aerodinamica dello scafo e delle vele, tenendo conto della variabilità del vento e dell’interazione con le imbarcazioni avversarie. Non basta, poi, «scrivere le formule»: ogni equazione dev’essere tradotta in algoritmi informatici, cercando il miglior compromesso tra l’accuratezza della simulazione e il costo computazionale. Il campo d’azione del matematico è illimitato: i modelli che inventa possono prevedere di tutto, dal tempo di cottura ideale dei bucatini a come si diffonde una pandemia.

Nel 2050 saremo in 9 miliardi, 2 miliardi in più di adesso. Oggi coltiviamo la metà della terra abitabile: come potremo dar da mangiare alle generazioni future senza distruggere l’ambiente in cui viviamo? Dovremo diventare più efficienti. Con telecamere a infrarossi e droni valuteremo la salute delle piante nei campi. Squadre di robot agricoli e sistemi automatici useranno questi dati per distribuire acqua, fertilizzanti e fitofarmaci solo alle piante che ne hanno bisogno. Avremo fattorie verticali ricavate da spazi abbandonati delle metropoli, dove verdure e ortaggi cresceranno tutto l’anno e a kilometro zero. Rispetto a un campo all’aperto, per coltivare un chilo di pomodori risparmieremo 65 litri d’acqua. La digitalizzazione ci permetterà di creare filiere trasparenti, per sapere dove e come è stato coltivato e trasformato ogni prodotto: basterà uno smartphone per esaminare la carta di identità di quello che mettiamo nel piatto. Saranno quindi i big data, la genomica e l’automazione a guidare la nuova Rivoluzione verde. Solo così potremo mettere tutti a tavola e garantire un’alimentazione sostenibile che sia anche di qualità, senza lasciare nessuno indietro.

Come facciamo a localizzare la posizione degli altri nello spazio? A ridere quando tutti ridono? A sentirci coinvolti dalle emozioni di persone reali o di fantasia? Ci aiutano i neuroni specchio, le cellule del sistema nervoso che, individuate vent’anni fa a Parma, si attivano in ciascuno di noi sia quando compiamo un’azione sia quando osserviamo qualcun altro compiere la stessa azione. Molte scoperte sono avvenute o si sono perfezionate dalla prima edizione di questo libro. Oggi sappiamo che i neuroni specchio ci fanno sentire al nostro interno, come fossero i nostri, i movimenti dei maestri quando impariamo per osservazione a danzare o a suonare uno strumento. Presenti in diverse specie e conservati nell’evoluzione di molti animali sociali, i neuroni specchio rappresentano un meccanismo automatico utile alla sopravvivenza, poiché permettono di capire le azioni degli altri e le loro intenzioni. Ci aiutano per esempio a cogliere se un gesto è eseguito in maniera brusca o gentile. Un fronte ancora aperto nelle ricerche sui neuroni specchio è il ruolo che hanno nell’empatia, ovvero la capacità di sentire che cosa provano gli altri e di mettersi nei loro panni.

Siamo soli nell’universo? Hanno cominciato a chiederselo i filosofi greci, e ancora cerchiamo una risposta. Ma dalle parole si è passati ai fatti. Un quarto di secolo dopo la scoperta del primo pianeta extrasolare, adesso ne conosciamo migliaia, molti simili alla Terra. Sappiamo che ogni stella della nostra galassia ha almeno un pianeta e questo moltiplica le possibilità di trovarne altri abitabili, con altre forme di vita. Ma ancora non sappiamo come descrivere gli “alieni”. Per non farci trovare impreparati, continuiamo a esplorare il cielo con telescopi e sonde spaziali. E le sorprese sono continue. Inseguiamo l’acqua e la troviamo ovunque: un lago sotterraneo nel polo sud di Marte, ghiaccio sull’asteroide Cerere, oceani con sorgenti termali su Encelado, lo splendido satellite ghiacciato di Saturno. Ma iniziamo a trovare acqua anche nell’atmosfera di alcuni pianeti extrasolari. Non abbiamo ancora trovato una nuova Terra, ma siamo sulla buona strada. Ancora per un po’ di tempo però possiamo continuare a considerarci esseri speciali e a pensare che i marziani siamo noi.

Viaggeremo su auto e biciclette elettriche, alimentate con l’energia del Sole, che condivideremo con altre persone. Torniamo a casa la sera con la nostra auto elettrica. La batteria è carica, perché durante il giorno ha immagazzinato l’energia solare dall’impianto fotovoltaico installato sui tetti dell’ufficio. Con il vehicle to home alimentiamo le utenze di casa prelevando energia dalla batteria: televisore, frigorifero e computer funzionano così a energia solare. La mattina dopo andiamo al lavoro con la bicicletta del bike sharing. Con la app geolocalizziamo quella più vicina. La sblocchiamo con lo smartphone e arriviamo a destinazione con poca fatica grazie alla pedalata assistita. Ancora una volta ci muoviamo con l’energia del Sole, che ha alimentato la batteria della bicicletta. Nel prossimo futuro la nostra vita potrà cambiare in meglio, perché riusciremo a sfruttare in modo più efficiente l’energia rinnovabile. Tante nuove opportunità, con un minore impatto sull’ambiente.

Una colonia di formiche è un microcosmo organizzato, efficiente, autonomo, collaborativo. Un superorganismo dove i singoli individui, obbedendo ciascuno a semplici regole, fanno emergere complessi comportamenti collettivi. Così migliaia di specie di formiche hanno colonizzato tutti gli angoli della Terra. Costruiscono nidi complessi, coltivano, allevano, sanno combattere come un esercito addestrato ma senza capi. Le nostre società di Homo sapiens sono molto diverse da quelle delle formiche. Possiamo però studiare il successo evolutivo di questi insetti per inventare applicazioni pratiche utili alla nostra specie. Gli algoritmi che si ispirano alle regole di un formicaio sono utili in molti ambiti, dall’ottimizzazione di Internet alla gestione del traffico stradale. Le formiche sanno bene come trovare la via più breve ed evitare ingorghi. Le zattere che formano intrecciando i loro corpi quando il nido viene alluvionato potrebbero ispirare la progettazione di nuovi materiali e di robot autoassemblanti. Alcune specie di formiche potrebbero essere usate nella lotta biologica agli insetti nocivi. Nuove molecole che sono state isolate dal veleno delle formiche potrebbero risultare efficaci contro i ceppi di batteri patogeni super resistenti. Ci sono migliaia di modi diversi di essere formica: frammenti di natura che nascondono tesori preziosi di inimmaginabile bellezza.

Gli alimenti ottenuti da Organismi Geneticamente Modificati sono già sulle nostre tavole: i formaggi prodotti con il caglio sintetico derivato da organismi ricombinanti, il latte e la carne di bovini nutriti con soia transgenica, le uova deposte da galline alimentate con mais ogm. Ogni volta che un nuovo ogm è immesso nel mercato suscita clamore mediatico, ma in trent’anni di ricerche non sono emerse prove che questi prodotti siano nocivi per la salute umana e per l’ambiente. Finora gli ogm sono stati chiaramente riconoscibili, ma con l’avvento dell’editing genomico sarà impossibile distinguere una modifica ottenuta in laboratorio da una mutazione casuale. Tecniche come crispr-Cas9 possono modificare un singolo gene, senza importarlo da un altro organismo, così come un word processor può modificare una parola di un testo, senza fare «copia e incolla» da un altro documento. Queste innovazioni promettono di rivoluzionare l’agricoltura e quello che mangiamo, con piante che resistono alla siccità e possono fare a meno di fertilizzanti e pesticidi.

Come ci cureremo nei prossimi anni? Quali saranno le terapie del futuro? E quali problemi etici e legali si porteranno dietro? Le terapie di domani saranno progettate su ciascuno di noi, perché interverranno sul nostro DNA per correggerne gli errori che sono la causa delle malattie. Sfrutteranno le capacità innate del nostro organismo di rigenerarsi per sostituire le parti invecchiate o che non funzionano più. In un percorso a due voci, una ricercatrice e una giornalista scientifica ripercorrono la scoperta delle cellule staminali e l’invenzione della terapia genica, facendoci entrare nei laboratori dove sta nascendo la biomedicina. Una guida al futuro della medicina, che racconta lo stato dell’arte della ricerca e ridimensiona le notizie sensazionali che si leggono sui giornali e sul web. La medicina rigenerativa, l’immunoterapia, le terapie cellulari e l’editing del genoma, come ora accade con la tecnologia CRISPR: tanti progressi che miglioreranno la nostra vita e tanti difficili problemi morali che dovremo affrontare.