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Rappresentazione scientifica della teoria endosimbiotica con mitocondri e cloroplasti

Una biologa visionaria ha rivoluzionato la comprensione dell'evoluzione proponendo che le cellule complesse non siano nate per mutazioni graduali, ma dall'unione simbiotica di batteri diversi. La teoria endosimbiotica di Lynn Margulis ha cambiato la biologia moderna. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Una mente ribelle nella scienza del XX secolo
Nata il 5 marzo 1938 a Chicago, Lynn Alexander Margulis fu una bambina intellettualmente precoce che iniziò a scrivere diari, saggi e opere teatrali fin dalla più tenera età. A soli 14 anni entrò all'Università di Chicago grazie a un programma per studenti particolarmente dotati, laureandosi nel 1957.

La sua carriera accademica fu brillante ma non convenzionale. Dopo il matrimonio con l'astronomo Carl Sagan, con cui ebbe due figli prima di divorziare nel 1964, conseguì un master in genetica e zoologia all'Università del Wisconsin nel 1960 e un dottorato in genetica all'Università della California a Berkeley nel 1965. Da giovane ricercatrice, Margulis iniziò a mettere in discussione i dogmi consolidati della genetica di popolazione e della teoria neodarwiniana dell'evoluzione.

La teoria che nessuno voleva pubblicare
Nel 1967, quando aveva appena 29 anni e ancora firmava i suoi lavori come Lynn Sagan, Margulis pubblicò un articolo rivoluzionario intitolato "On the Origin of Mitosing Cells" sul Journal of Theoretical Biology. Secondo le testimonianze, il manoscritto era stato rifiutato da più di una dozzina di riviste scientifiche prima di trovare finalmente una casa.

La ragione di tanti rifiuti era semplice: la sua proposta sembrava assurda alla comunità scientifica dell'epoca. Margulis sosteneva che i mitocondri e i cloroplasti, due organelli fondamentali delle cellule eucariote, non fossero sempre stati parte integrante di queste cellule, ma fossero in origine batteri liberi che erano stati inglobati da altre cellule in un processo di simbiosi.

Secondo la teoria endosimbiotica seriale, circa due miliardi di anni fa una cellula primitiva inglobò un batterio aerobico capace di respirazione, e invece di digerirlo, stabilì con esso una relazione simbiotica permanente. Quel batterio divenne quello che oggi chiamiamo mitocondrio, la centrale energetica della cellula. Allo stesso modo, i cloroplasti delle piante deriverebbero dall'incorporazione di cianobatteri capaci di fotosintesi.

Le prove molecolari che cambiarono tutto
Inizialmente la teoria di Margulis fu accolta con grande scetticismo. Ma durante gli anni Settanta e Ottanta, le prove a suo favore divennero schiaccianti. La scoperta che i mitocondri e i cloroplasti contengono il proprio DNA, separato dal DNA nucleare della cellula ospite, fu il primo indizio cruciale.

Quando divenne possibile sequenziare il DNA, le analisi rivelarono che il DNA dei cloroplasti è strettamente imparentato con quello dei cianobatteri, mentre il DNA mitocondriale assomiglia a quello di un gruppo di batteri che include il batterio che causa il tifo. Non solo: sia i mitocondri che i cloroplasti si riproducono in modo indipendente all'interno della cellula, proprio come farebbero batteri liberi.

Queste scoperte confermarono brillantemente l'intuizione di Margulis. Le cellule eucariote, che includono tutte le piante, gli animali e i funghi, non sono individui semplici ma vere e proprie comunità, costruite attraverso l'evoluzione dalla fusione di genomi distinti.

Una visione cooperativa dell'evoluzione
Margulis pubblicò le sue idee nel libro "Origin of Eukaryotic Cells" nel 1970, seguito da "Symbiosis in Cell Evolution" nel 1981. Il suo lavoro ricevette riconoscimento pubblico quando fu eletta membro della National Academy of Sciences nel 1983. Ricevette inoltre dottorati honoris causa dalle università Northwestern e Lehigh.

La sua visione andava oltre la semplice spiegazione dell'origine degli organelli. Margulis propose che la cooperazione e la simbiosi fossero forze evolutive altrettanto importanti, se non più importanti, della competizione e della selezione naturale. Come scrisse con suo figlio Dorion Sagan: "La vita non ha conquistato il globo attraverso il combattimento, ma attraverso il networking".

Questa prospettiva la portò anche a sostenere l'ipotesi Gaia di James Lovelock, secondo cui la vita regola attivamente l'ambiente terrestre. Sebbene alcune delle sue idee più radicali, come l'origine simbiotica delle ciglia e dei flagelli cellulari, non abbiano trovato prove sufficienti, il suo contributo fondamentale alla comprensione dell'evoluzione cellulare rimane indiscusso.

L'impatto sulla biologia moderna
Oggi la teoria endosimbiotica è ampiamente accettata e considerata una delle grandi conquiste scientifiche del XX secolo. Ha rivoluzionato la nostra comprensione di come la vita complessa sia emersa sulla Terra. Senza la fusione simbiotica che ha dato origine ai mitocondri, non esisterebbero organismi multicellulari complessi, inclusi noi stessi.

Margulis insegnò all'Università di Boston dal 1966 al 1988, quando divenne professoressa all'Università del Massachusetts ad Amherst. Fu una instancabile sostenitrice dell'educazione scientifica, particolarmente nei paesi in via di sviluppo. Parlando fluentemente lo spagnolo, era venerata dagli studenti in Spagna e America Latina per i suoi sforzi nell'aiutarli a imparare.

Lynn Margulis morì il 22 novembre 2011 per un ictus massivo, lasciando un'eredità scientifica che ha cambiato il modo in cui comprendiamo la vita sulla Terra. La sua intuizione che la cooperazione, non solo la competizione, guida l'evoluzione, continua a influenzare la biologia, l'ecologia e la nostra comprensione della complessità della vita. In un mondo che spesso enfatizza il conflitto, Margulis ci ha ricordato che la collaborazione è stata la chiave del successo evolutivo.

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