Nel 2023 sono stati scoperti diversi e interessanti fenomeni in scienze biologiche: il plancton che ha potenziato le proprie capacità fotosintetiche riutilizzando una delle loro membrane e i microbi sotterranei che hanno imparato a produrre ossigeno nell’oscurità più totale; un trucco immunologico che protegge i bambini nel grembo materno e un trucco neurologico che consente al cervello di mappare le relazioni sociali come paesaggi fisici.
Una semplice mutazione che ha trasformato le formiche in complessi parassiti sociali praticamente da un giorno all’altro, e una demolizione strategica del DNA che i vermi utilizzano per salvaguardare i loro genomi.
Scienze biologiche: l’importanza del funzionamento della vita
Le scoperte sviluppate nel corso del tempo da team di scienziati di scienze biologiche possono assumere tante sfaccettature, come un magico caleidoscopio.
A volte emergono dall’uso di uno strumento nuovo o dall’invenzione di una teoria radicale che improvvisamente apre nuove frontiere per la ricerca. Altre volte prendono forma lentamente, attraverso il lento accumulo di informazioni, ognuno dei quali rappresenta anni di lavoro scrupoloso, che collettivamente sgretolano la saggezza prevalente e rivelano una struttura intellettuale più forte e migliore.
Lo scopo della ricerca delle scienze biologiche, sia esso frutto di un istante geniale che la dedizione di anni di studi per cercare una svolta, è sempre lo stesso: decodificare le dinamiche della vita.
Anche il 2022 ci ha regalato diverse scoperte: sono stati sviluppati con successo “modelli di embrioni”, ovvero embrioni artificiali cresciuti in laboratorio che maturano come quelli reali e che hanno raggiunto uno stadio di sviluppo più avanzato che mai.
Questo risultato potrebbe fornire nuove significative informazioni su come crescono i feti umani, anche se il dibattito sul problema etico che coinvolge questo tipo di scoperte è sempre aperto.
Nel frattempo, nel mondo delle neuroscienze, i ricercatori che studiano la depressione hanno continuato ad allontanarsi dalla teoria che ha generalmente guidato per decenni gran parte della ricerca e del trattamento farmaceutico del disturbo depressivo.
Ogni rivelazione fatta nell’ambito delle scienze biologiche e della ricerca in generale riguarda l’ingegno umano, grazie al quale i ricercatori di tutto il mondo ottengono risultati sorprendenti.
Le rivoluzioni si verificano anche nella biologia stessa, quando l’evoluzione ha consentito agli organismi di fare qualcosa senza precedenti. I biologi hanno recentemente scoperto molti altri esempi di questo tipo di innovazione.
Tenere traccia del tempo, ad esempio, è una funzione essenziale per tutti gli esseri viventi, dai microrganismi che aspettano il loro tempo fino alla successiva divisione cellulare, agli embrioni che sviluppano arti e organi, alle creature più complesse che seguono il passaggio del giorno e della notte.
Squadre di ricercatori di scienze biologiche impegnati nei laboratori di tutto il mondo hanno recentemente scoperto che alcune caratteristiche chiave della misurazione del tempo sono legate al metabolismo cellulare, il che significa che l’organello chiamato mitocondrio è sia un generatore che un orologio.
Altri aspetti della misurazione del tempo sono misurati dal progresso di un balletto molecolare in cui proteine specializzate piroettano insieme prima di separarsi nuovamente.
I ricercatori sperano di tagliare presto altrettanti importanti traguardi ora che possono coltivare alcune delle cellule primitive e perdute da tempo chiamate Asgard archaea.
Un miliardo di anni fa, gli archaea di Asgard (o cellule molto simili a loro) fecero il passo di formare partenariati permanenti con gli antenati dei mitocondri, dando così vita alle prime cellule complesse. I segreti di come e perché è avvenuta questa svolta biologica potrebbero essere nascosti in quelle colture cellulari esotiche.
Nel frattempo, altri ricercatori stanno esaminando i microbi della “crosta di sabbia” che vivono nel deserto di Atacama in Cile alla ricerca di indizi su come sono sopravvissute le prime cellule terrestri.
Un’altra importante scoperta portata a casa dai ricercatori di scienze biologiche ha riguardato il test sui limiti delle cellule “minime”, semplici organismi derivati da batteri che sono stati ridotti all’osso genomico. Queste cellule minime hanno gli strumenti per riprodursi, ma tutti i geni che non sarebbero altrimenti essenziali sono stati rimossi.
Grazie alla conferma di quanto siano naturalmente realistiche le cellule minime, i ricercatori hanno rivelato che questo genoma minimo è in grado di evolversi e adattarsi. Dopo 300 giorni di crescita e selezione naturale in laboratorio, le cellule minime potrebbero competere con successo contro i batteri ancestrali da cui derivano.
I risultati hanno dimostrato la robustezza delle regole della vita: anche dopo essere state derubate di quasi tutte le risorse genetiche, le cellule minime potrebbero utilizzare gli strumenti della selezione naturale per trasformarsi in forme di vita di maggior successo.
Riguardo alla depressione invece, la consapevolezza che la carenza di serotonina potrebbe non esserne la causa sta costringendo i ricercatori di scienze biologiche a ripensare radicalmente cosa sia il disturbo depressivo.
È possibile che gli SSRI mitighino alcuni sintomi della depressione alterando altre sostanze chimiche o processi nel cervello che sono cause più dirette della depressione. È anche possibile che ciò che chiamiamo “depressione” comprenda una varietà di disturbi che si manifestano con una serie di sintomi simili, tra cui stanchezza, apatia, cambiamenti nell’appetito, pensieri suicidari e problemi di sonno. Se così fosse, saranno necessarie ulteriori ricerche significative per svelare questa complessità, per differenziare i tipi e le cause della depressione e per sviluppare trattamenti migliori.
Per quanto riguarda invece i progressi delle neuroscienze, esse, con l’avanzare della ricerca, diventano sempre più precise. Utilizzando nuovi strumenti più saldamente ancorati alla scienza, gli scienziati possono ora concentrare la loro attenzione sulla definizione delle peculiarità delle singole cellule cerebrali.
Quest’anno è stata individuata la mappa sociale dei pipistrelli, che si è rivelata sovrapposta alla mappa dei pipistrelli del loro ambiente fisico: le stesse cellule cerebrali nell’ippocampo codificano molteplici tipi di informazioni ambientali.
Altri ricercatori sembrano aver risolto un dibattito durato 30 anni sulla possibilità che alcune cellule gliali del cervello, storicamente considerate poco più che un imbottitura per i neuroni più prestigiosi, possano stimolare i segnali elettrici.
Un team di neuroscienziati e ricercatori clinici, aiutato da pazienti epilettici a cui erano stati impiantati elettrodi per migliorare le loro cure mediche, ha scoperto che il cervello ha sistemi diversi per rappresentare numeri piccoli e grandi.
E per la prima volta, i ricercatori hanno visualizzato in tre dimensioni il modo in cui un recettore olfattivo si aggancia a una molecola di odore: un passo significativo nella comprensione di come il naso e il cervello possano intercettare le sostanze chimiche presenti nell’aria e ottenere informazioni sensoriali cruciali sull’ambiente.
Queste sono alcune delle importanti scoperte fatte nel 2023 nell’ambito delle scienze biologiche e che serviranno sicuramente come trampolino di lancio per nuove ed importanti rivelazioni sui complessi meccanismi della vita umana, facendoci guardare al 2024 con rinnovata speranza.
