Mappare la biosfera. Gli scienziati come nuovi esploratori

Il successo nella scienza non dipende tanto da abilità matematiche o da un elevato quoziente d’intelligenza, quanto dalla passione che spinge a individuare un problema e a impegnarsi nella sua soluzione. Partendo da quest’idea, Edward O. Wilson, professore emerito di Biologia all’Università di Harvard, vincitore di due premi Pulitzer, riconosciuto come uno dei più insigni scienziati nel panorama internazionale, ha scritto “Lettere a un giovane scienziato“, da poco pubblicato da Raffello Cortina Editore. Dal collasso delle stelle all’esplorazione delle foreste pluviali, dalla struttura dei fondi oceanici alla “società delle formiche”, Wilson instilla nel lettore l’amore per le infinite meraviglie della natura e il rispetto per l’umile posto che l’essere umano occupa nell’ecosistema del pianeta. Per la rubrica “Racconti d’Ambiente“, pubblichiamo oggi il decimo capitolo del volume, dal titolo “Gli scienziati come esploratori dell’universo”.

L’Explorers Club di New York venne fondato nel 1904 per celebrare le esplorazioni geografiche del mondo e (successivamente) dello spazio. Nel corso degli anni, ha accolto fra i suoi membri Robert Peary, Roald Amundsen, Theodore Roosevelt, Ernst Shackleton, Richard Byrd, Charles Lindbergh, Edmund Hillary, John Glenn, Buzz Aldrin e altri protagonisti di grandi avventure del ventesimo secolo. La sede dell’Explorers Club, sulla Settantesima Est, è piena zeppa di materiali d’archivio e di memorabilia dei grandi viaggiatori: vi sono custodite anche le famose bandiere delle spedizioni riportate, nel corso dei decenni, dai membri diretti verso destinazioni lontane e a volte pressoché inaccessibili. Quando l’esploratore torna a casa, insieme al racconto di quanto è stato scoperto, porta indietro anche la bandiera. Ogni anno il Club tiene una cena al Waldorf Astoria, un sontuoso edificio che evoca un’era di grande opulenza. L’abbigliamento è formale, e i partecipanti sono esortati a indossare tutte le decorazioni che hanno ricevuto per le loro imprese passate. In Nord America, è l’unica occasione di cui io sia a conoscenza in cui si pratichi questo sfoggio. A cena l’eccesso di esibizione si trasforma in allegria. Per anni – fino a quando un ospite non si sentì male – il menù era un umoristico campionario di quello che un esploratore poteva esser costretto a mangiare quando i viveri finivano: ragni canditi, frittura di formiche, crocchette di scorpioni, cavallette abbrustolite, vermi della farina arrostiti,pesci esotici e selvaggina varia.

Nel 2004 fui eletto membro onorario, status di cui gode solo una ventina di persone, e nel 2009 ricevetti la medaglia del Club, il massimo riconoscimento. A prima vista, questo potrebbe essere considerato come un onore del tutto improprio, e forse lo era. Io non avevo mai patito privazioni sui ghiacci polari, né scalato una cima ancora inviolata in Antartide o contattato una tribù sconosciuta in Amazzonia. La ragione di quell’onore era la scienza. Il consiglio dell’Explorers Club aveva deciso di espandere il proprio concetto di ciò che ancora resta da esplorare sul nostro pianeta. Dai tempi in cui Teddy Roosevelt aveva viaggiato lungo un fiume senza nome in Amazzonia, e Robert Peary e Matthew Henson avevano conquistato il Polo Nord, la mappa convenzionale del mondo era stata in larga misura completata. Ormai, la maggior parte delle terre emerse del pianeta era stata visitata, a piedi o in elicottero. Quello che rimaneva poteva essere esaminato – anzi, monitorato giorno per giorno, fino all’ultimo chilometro quadrato – grazie ai satelliti. Se si escludono le profondità oceaniche, che cosa rimaneva ancora di importante da mappare sul nostro pianeta? La risposta è “la sua biodiversità, tanto scarsamente conosciuta: la varietà di piante, animali e microrganismi che costituisce quel sottile strato, sulla superficie del pianeta, denominato biosfera”.

Sebbene la maggior parte delle angiosperme, degli uccelli e dei mammiferi fosse già stata scoperta e descritta, e avesse già ricevuto un nome scientifico, la grandissima maggioranza degli altri gruppi di organismi rimaneva ancora sconosciuta. Gli ultimi veri esploratori della Terra sono ormai i biologi e i naturalisti, professionisti e dilettanti allo stesso modo, che partono alla ricerca di specie per mappare la biosfera.

Alla cena del 2009, quando la biodiversità venne ufficialmente aggiunta all’ignoto meritevole di attenzione, mi toccò la straordinaria esperienza di pronunciare il discorso principale. Quella sera c’era molto di che essere emozionati, ma adesso la cosa che mi viene in mente per prima è l’incontro con il figlio di Tenzing Norgay, che nel 1951 insieme a Edmund Hillary aveva scalato la cima dell’Everest. Gli ricordai che al suo ritorno dalla spedizione, quando un giornalista gli aveva chiesto “Come ci si sente a essere un grande uomo?”, suo padre aveva risposto “È l’Everest che rende grandi gli uomini”. A questo potrei aggiungere, in particolare rivolgendomi ai giovani biologi che sognano di combinare la scienza e l’avventura fisica: “È la biosfera che ti offre opportunità di proporzioni epiche”.

Nell’estate del 2003 l’Explorers Club condusse la sua prima“spedizione” per esplorare la biodiversità. Si unì all’American Museum of Natural History e ad altre organizzazioni naturalistiche locali, per effettuare un bioblitz in Central Park, a NewYork. I bioblitz sono eventi in cui alcuni esperti di ogni tipo di organismo, dai batteri agli uccelli, si riuniscono per cercare e identificare il maggior numero di specie possibile in un periodo di tempo breve e stabilito in anticipo, in genere fissato a 24 ore. Lo scopo, quel giorno, era di mostrare al pubblico che perfino un’area urbana, continuamente disturbata dal passaggio di esseri umani, brulica di biodiversità. Alla fine della giornata, i 350 volontari registrati avevano totalizzato – e bada bene, si trattava di New York! – 836 specie, che comprendevano 393 piante e 101 animali; questi ultimi comprendevano a loro volta 78 falene, 9 libellule, 7 mammiferi, 3 tartarughe, 2 rane e 2 microscopici tardigradi, simili a bruchi. I tardigradi, enigmatici e raramente studiati in qualsiasi parte del mondo, erano i primi mai registrati in Central Park. In seguito, una delle rane venne riconosciuta come una specie nuova alla scienza, presente solo a New York e dintorni. Per la prima volta nel corso di un bioblitz, furono raccolti anche campioni di suolo per una successiva analisi, al fine di conteggiare anche batteri e altri microrganismi, ossia le forme di vita più abbondanti e diverse.

Ci fu anche una sorta di avventurosa prestazione atletica: Sylvia Earle, biologa marina di spicco, famosa per le sue immersioni negli oceani di tutto il mondo, si offrì di esplorare le acque fangose del laghetto prospicente la Bethesda Fountain, in modo da aggiungere all’elenco anche le creature acquatiche. “Non mi sono mai preoccupata”, osservò, “di immergermi in mezzo agli squali, alle orche e ad altre creature dell’oceano; invece ho avuto ragione di essere terrorizzata all’idea dei microbi presenti nelle acque del laghetto di Central Park”. Insieme ad altri, abbastanza audaci da immergersi con lei, Earle produsse una sostanziosa lista di specie. Una era di incerta identificazione. “Ho trovato una chiocciola che galleggiava”, raccontò Earle. “Ma non so se fosse una specie residente nel laghetto, o se vi fosse stata introdotta dal ristorante vicino come escargot.”

Sulla Terra rimangono pochissimi luoghi che non brulichino di specie di piante, animali o microrganismi. Attualmente, a tutti i fini e gli scopi, la biodiversità sembra quasi infinita; a sua volta, ogni specie vivente offre agli scienziati sconfinate opportunità di importanti ricerche originali. Considera il ceppo di un albero marcescente, in una foresta.Incrociandolo per caso mentre camminiamo lungo un sentiero,tu e io non gli dedicheremmo che un’occhiata distratta. Ma aspetta un momento. Gira intorno al ceppo lentamente, eguardalo con attenzione – guardalo da scienziato. Davanti a te,in miniatura, c’è l’equivalente di un pianeta inesplorato. Quello che puoi imparare dalla massa in decomposizione dipende dalla tua formazione e dalla disciplina scientifica che hai scelto per iniziare la tua carriera. Individua un tema, e accostati a esso da qualsiasi prospettiva della fisica, della chimica o della biologia. Con l’immaginazione potrai concepire programmi di ricerca originali imperniati sul tronco che va disfacendosi. Riflettiamoci insieme un altro po’. Per specializzazione, io sono uno studioso di ecologia e biodiversità, perciò seguimi in questi domini sovrapposti della scienza.

Chiediamoci quale vita esista nel micro pianeta rappresentato dal tronco.Cominciamo con gli animali. Può darsi che sul lato del tronco,oppure alla sua base o sotto le radici, vi siano cavità abbastanzagrandi da ospitare un mammifero delle dimensioni diun topo e, in caso contrario, di certo sufficienti per una rana,una salamandra, un serpente o una lucertola. Ingrandiamo ulteriormentel’immagine, così da mettere a fuoco insetti e altriinvertebrati lunghi da uno a trenta millimetri. La maggior partedi queste creature è visibile a occhio nudo. Esse sono distribuitein base alle nicchie a cui sono state adattate da milioni dianni di evoluzione. Una cospicua minoranza è rappresentatagli scienziati come esploratori dell ’Universodagli insetti. Un entomologo esperto in tassonomia (come qualsiasi altro scienziato che debba poter distinguere una specie dall’altra) ti indicherà i coleotteri che vivono nel tronco: membri di famiglie quali i Carabidae (comprendenti, per esempio, i coleotteri bombardieri), gli Scarabaeidae (gli scarabei), i Tenebrionidae (a cui appartiene, per esempio, il tribolio delle farine),i Curculionidae (i punteruoli), gli Scydmaenidae (di aspettosimile a formiche) e diversi altri. Le specie di coleotteri conosciutesono più numerose di quelle di qualsiasi altro gruppo diorganismi di rango paragonabile esistente al mondo. Sebbene i coleotteri siano i più diversi, per numero di individui non sono tuttavia i più abbondanti.

Se il nostro tronco fosse in uno stato avanzato di decomposizione, negli anfratti sotto la corteccia e, sotto, in mezzo alle radici, troveremmo delle colonie di formiche. Le termiti possono crivellarne il durame. Nelle fessure ein superficie possono trovarsi psocotteri, collemboli, proturi,larve di mosche e falene, dermatteri (le “forbicine”), japigidi esinfili. Intorno a essi, una miriade di altri invertebrati, diversi dagli insetti, popola il tronco marcio: crostacei isopodi, minuscoli anelli di, centopiedi di diverse forme e dimensioni, lumache,chiocciole, pauropodi, e un’enorme fauna di acari, questi ultimi dominati dai pigri oribatidi sferici, con appena un tocco di fitoseidi, veloci e rapaci. Ragni di molti tipi diversi tessonotele o cacciano attivamente. Fra i muschi e i licheni che crescono sulla superficie del tronco– piccoli mondi a sé stanti – vagano i già menzionati tardigradi,chiamati anche “bear-animalcules”, animaletti-orso, perché il loro corpo ha una forma a metà strada fra quella del bruco e di un orso in miniatura. Qui vi sono gli animali più abbondantidi tutti: i nematodi o vermi cilindrici, a malapena visibili. Intutto il mondo, si calcola che i nematodi siano i quattro quintidi tutti gli animali.

Se il mio elenco così frammentario ti ha un po’ confuso, quasi che fosse una pagina strappata da un elenco telefonico, sappi per certo che confonde anche la maggior parte dei biologi; eppure, non è che l’inizio del lunghissimo censimento che potremmo compilare per il nostro tronco. Tutto il legno in decomposizione è penetrato da filamentifungini – le ife – che pendono sottilissimi quando si staccaun frammento di corteccia. I funghi microscopici abbondanoovunque vi sia umidità. Ciliati e altri protisti nuotano nelle goccioline e nelle pellicole d’acqua. Tutte le forme di vita presenti nell’ecosistema del tronco,tuttavia, sono ben poca cosa – per varietà come per numero di organismi – se confrontate con i batteri. In un grammo didetrito sulla superficie del ceppo, o sul suolo sotto di esso, c’èun miliardo di batteri. Stando alle stime, questa moltitudine rappresenta nell’insieme cinque-seimila specie, pressoché tutte sconosciute alla scienza. Ancora più piccoli – e probabilmente (non lo sappiamo per certo) anche più diversi e abbondanti– sono i virus. Per darti la percezione delle dimensioni relative dei microrganismi che si trovano a questo estremo inferiore della scala, devi attribuire alla cellula di un organismo pluricellulare le dimensioni di una piccola città. Un batterio avrebbe allora le dimensioni di un campo da calcio e un virus quelle del pallone. Eppure, tutto questo insieme – mentre noi lo consideriamo fermandoci accanto a esso per un’ora o un giorno – non è che un’istantanea: nell’arco di un periodo di mesi e di anni, mentre il tronco continua a decomporsi, vi è un graduale avvicendamento di specie, un cambiamento sia nel numero degli organismi che le rappresentano sia nelle nicchie che esse occupano. Durante la transizione – a mano a mano che il ceppo passadall’essere un pezzo di legno tagliato di fresco, trasudante resina,a una massa di schegge marcescenti che rilasciano nutrienti nel suolo – si aprono nuove nicchie mentre se ne chiudono di vecchie.

Alla fine, il ceppo si riduce a frammenti sbriciolati e muffe, il tutto infiltrato dalle radici invasive delle piante vicine e ricoperto da ramoscelli morti e detrito fogliare caduto dalla volta della foresta. Durante tutto questo processo, il ceppo è un ecosistema in miniatura. A ciascuno stadio della decomposizione, la fauna e la flora presenti nel tronco continuano a cambiare. In ogni centimetro cubico della sua massa, vivente e inerte, il sistema non gli scienziati come esploratori dell ’Universo smette di scambiare energia e materia organica con l’ambiente circostante.

Come potresti servirti di questo mondo così speciale, se scegliessi di occuparti di ecologia o biodiversità e decidessi di studiarlo? In che modo tu e i tuoi colleghi ricercatori potrestecomprendere le variazioni pressoché infinite della biosfera terrestrerappresentate da questo microcosmo? Sebbene sia stato scritto moltissimo, sappiamo assai poco: perfino il censimento completo delle specie che vivono nel tronco e negli innumerevoli altri tipi di ecosistemi in miniatura presenti sulle terre emerse e in mare rimane a tutt’oggi sconosciuto, non registrato, non scritto. Ancor meno, molto meno, sappiamo della vitae del ruolo di ciascuna delle specie presenti. Quanto resta da apprendere sul modo in cui esse si combinano e si succedono è superiore a tutto ciò di cui abbiamo conoscenza nel resto dell’Universo.

Ricorda che nel campo della ricerca scientifica è possibile costruire una carriera insigne a partire da una qualsiasi di quelle specie, offrendo un proprio contributo alle diverse discipline della biologia, della chimica e perfino della fisica. Karl von Frisch, il grandissimo entomologo tedesco che compì numerose scoperte sulle api domestiche, descrisse in particolare la loro comunicazione simbolica per mezzo della danza scodinzolante,e la loro straordinaria memoria topografica; tuttavia, sapeva di aver soltanto cominciato a esplorare la biologia di questa singola specie di insetti. “L’ape domestica è come un pozzo magico”, disse. “Più attingi, e più si riempie.”

Edward O. Wilson*

* Vincitore di due premi Pulitzer, riconosciuto come uno dei più insigni scienziati nel panorama internazionale, è professore emerito di Biologia alla Harvard University. E’ l’inventore della Sociobiologia. Nella collana “Scienza e Idee” (Raffaello Cortina editore) ha pubblicato “La conquista sociale della Terra” (2013).