Confesso che la mia prima rozza reazione alla domanda è stata “Ma che domanda! La riproduzione è una caratteristica della vita e la scienza spiega il come avvengono i fenomeni della vita ma non risponde ai perché”. Come davanti a tutte le domande apparentemente ovvie, però, ci si sente spiazzati e si continua a pensarci sopra scoprendo di non avere poi tanti argomenti per dare risposte che si facciano carico dell’interrogativo più profondo che traspare tra le righe. Infatti un primo livello di spiegazione può essere questo.

Negli organismi pluricellulari, complessi la riproduzione è sessuata (congiungimento di cellule germinali o gameti, maschili e femminili), avviene per fertilizzazione esterna o interna tramite organi per l’accoppiamento, ed è regolata da influenze ormonali a loro volta determinate da condizioni ambientali e dal programma biologico iscritto nel patrimonio genetico di ogni singola specie. Ovviamente nella specie umana le cose sono molto più complicate.

Le specie quindi non “tendono” a riprodursi, ma compiono i loro cicli vitali che si concludono quando gli individui dopo avere procreato muoiono. La riproduzione, come altre funzioni del ciclo vitale, comporta un complesso intreccio di processi fisiologici e comportamentali in modi che sono peculiari per ogni specie e che sono condizionati, sia da vincoli biologici interni che dall’ambiente: il clima, la quantità di cibo, la densità di popolazione, l’organizzazione sociale, la presenza di partners, la comunicazione di segnali, i comportamenti sessuali ecc.

Ma a pensarci bene la domanda solleva un problema più importante: il significato della riproduzione per la vita. Ho cercato quindi sostegno tra i miei libri e provo ora a riassumere alcuni fatti che vanno molto indietro nella storia della vita e all’origine delle sue caratteristiche.

Nella storia della biologia le spiegazioni vitaliste hanno prevalso per molto tempo; si pensava che le proprietà del vivente derivassero dalla natura particolare della materia animata, che conterrebbe in sé il principio della vita.

Il progredire delle scienze sta mostrando invece che un numero sempre maggiore di proprietà caratteristiche degli organismi viventi può essere spiegato in base alle proprietà fisiche e chimiche della materia di cui sono composti. La chimica della vita è basata sulla chimica del carbonio. Molecole organiche, piccole catene di aminoacidi, sono state trovate anche nello spazio e non sembrano essere esclusivo prodotto di esseri viventi, ma delle condizioni fisico-chimiche che erano comuni sulla Terra quando sono iniziati i processi che in miliardi di anni hanno portato alla comparsa della vita.

Le proteine (catene molto lunghe di aminoacidi, con forme diverse e complicate) hanno avuto un ruolo fondamentale nella organizzazione della vita, sia come enzimi che catalizzano reazioni sia come elementi per assemblare le strutture cellulari. Non è mai stata però osservata la copiatura diretta di una molecola proteica, occorre la mediazione di altri tipi di molecole: gli acidi ribonucleici (RNA) e desossiribonucleici (DNA). Non sappiamo a quale stadio dell’origine della vita siano comparse le molecole di DNA che contengono l’informazione necessaria alla produzione delle proteine, ma si sa che queste sono comparse dopo quelle di RNA che erano capaci di replicazione. Per fare diventare operativo il DNA è stata necessaria la comparsa di due reazioni: la replicazione del DNA e la trascrizione delle informazioni sul RNA.

Il DNA si è specializzato nella conservazione dell’informazione, l’RNA nell’utilizzo di questa per le sintesi proteiche. Questa divisione di funzioni tra RNA e DNA ha portato alla costituzione dei cromosomi.

Già prima della comparsa delle cellule erano in atto processi di evoluzione a livello molecolare, cioè basati sulla stabilizzazione di modelli molecolari più efficienti rispetto alle condizioni ambientali, attuata attraverso la selezione casuale tra molecole che si riproducevano e sulle quali si producevano variazioni o errori di replicazione.

È strabiliante pensare che in tutti gli esseri viventi attuali ritroviamo le stesse molecole di RNA e DNA derivanti da quelle presenti nelle prime cellule che sono comparse sulla Terra!

“La capacità di dividersi (e quindi moltiplicarsi) deve essere stata una proprietà caratteristica delle protocellule fin dal momento in cui la loro esistenza è diventata indispensabile, e per un motivo assai semplice. (…) Per consentire un processo di selezione cellulare, esse avrebbero potuto svolgere questo ruolo solo nel caso in cui fossero riuscite a moltiplicarsi” (C. de Duve – Come evolve la vita, Cortina Editore, 2005. p. 121).

Le protocellule somigliavano a cellule batteriche. I batteri (procarioti) non hanno un nucleo differenziato, ma un cromosoma che fluttua nel citoplasma, la cui struttura è identica a quella degli altri organismi composti da cellule nelle quali il DNA è contenuto dentro un nucleo circondato da una sua membrana (eucarioti).

I batteri si riproducono per divisione cellulare come altri organismi unicellulari.

Il segnale che scatena la divisione cellulare non è molto conosciuto, però è certo che una cellula che abbia raggiunto una certa massa tende a dividersi e la divisione del suo cromosoma precede sempre quella del corpo cellulare. In un ambiente nutritivo conveniente un batterio tende ad aumentare di volume fino a un limite che esso non supera. Il rapporto tra superficie esterna e volume è critico nel determinare gli scambi tra interno ed esterno. È possibile che alcune zone della membrana lancino un “avvertimento” quando è raggiunta una determinata dimensione.

Nei batteri, a ogni divisione cellulare, la memoria biologica è trasmessa identica alla generazione seguente, il medesimo cliché è riprodotto all’infinito, tuttavia intervengano mutazioni. Poiché le generazioni si susseguono in tempi brevissimi questo permette ugualmente ai processi evolutivi di avere a disposizione una ampia gamma di possibilità prodotte dalla casuale di variabilità tra gli individui e selezionare tipi genetici all’interno di questa.

Ma nella storia della vita il salto di qualità lo ha prodotto la riproduzione sessuata: la sessualità non moltiplica solo gli individui, ma rimaneggia il loro patrimonio genetico a ogni generazione, creando così nuovi tipi genetici pronti a occupare nuove nicchie alle quali si trovano pre-adattati. Infatti dall’incontro tra cellule germinali maschili e femminili originano cellule nelle quali il DNA è il risultato di una ricombinazione di geni.

Che un rimescolamento di geni sia vantaggioso per il mantenimento della vita è provato anche da quanto è stato scoperto da Lederberg e Tatun nei batteri, nei quali oltre alle divisioni cellulari più frequenti si verifica un processo di coniugazione. Due batteri della stessa generazione si scambiano pezzi di DNA e poi si ri-separano. Un altro ricercatore (Heyer, nel ’52) osservò che l’incontro tra i batteri era affidato al caso ma che esistevano batteri donatori di DNA, cioè predisposti a offrire i loro cromosomi, e batteri riceventi.

Riproduzione asessuata si trova anche in organismi pluricellulari, in alcune specie di invertebrati (Celenterati, Anellidi, Tunicati) ed è abbastanza frequente nelle piante. Avviene a partire da cellule indifferenziate o che si differenziano e si attua quando l’individuo ha raggiunto una certa dimensione, cioè quando le cellule troppo lontane rischiano l’isolamento fisiologico e finiscono per sfuggire al potere di integrazione dell’organismo.

Ma anche in questi casi alla riproduzione asessuata si alterna un’altra modalità più efficiente per l’evoluzione e cioè la riproduzione sessuata, che sembra essere stimolata dalla comparsa di condizioni ambientali avverse, quando è più importante assicurarsi che emergano novità genetiche nel pool genico di una popolazione. Ad esempio l’Hydra fusca sopra i 16°C si riproduce per gemmazione, sotto i 16°C si riproduce attraverso cellule sessuali.

Il vantaggio della riproduzione sessuata sta nel meccanismo della ricombinazione cromosomica ma è anche determinato dalla morte delle generazioni precedenti,

iscritta nel programma di vita. “Se la selezione ha imposto la morte in modo pressoché universale a partire da un certo livello di organizzazione biologica, è perché questo fenomeno comporta – malgrado le apparenze – un vantaggio. La riproduzione sessuata crea continuamente nuovi tipi a patrimonio genetico originale. Ma questi non possono diffondere le loro combinazioni (e in particolare le meglio adatte) se non quando i vecchi lasciano loro il posto” (J. Ruffié – Il sesso e la morte. Ponte alle Grazie, 1989. p. 23).

Concludendo, allora, è vero che “la tendenza” a riprodursi è un fenomeno che fa parte della vita stessa e ne ha permesso l’affermazione sulla Terra, ma la scienza sa ora andare oltre ciò che veniva definito dal vitalismo “slancio vitale”.