scienze microbiologiche generali e cliniche

SCIENZE MICROBIOLOGICHE GENERALI E CLINICHE

Direttore
Giuseppe Antonio B
Dipartimento di Ricerche Mediche e Morfologiche
Università degli Studi di Udine
Comitato scientifico
Eugenio Agenore D
Dipartimento di scienze chirurgiche e diagnostiche integrate
Università degli Studi di Genova
David K
University Health Network
Bruno Salvatore R
Dipartimento di Matematica pura e applicata
Università degli Studi dell’Aquila
SCIENZE MICROBIOLOGICHE GENERALI E CLINICHE
Scopo di questa Collana è quello di diffondere, non solo tra gli addetti
ai lavori, le acquisizioni rilevanti nel settore della Microbiologia e delle
malattie trasmissibili, nei loro aspetti bio–molecolari, clinici, di salute
pubblica, storico–culturali. Se è vero che le malattie non trasmissibili,
quelle legate allo stile di vita (obesità, diabete, patologie cardiovascolari, alcoolismo e tabagismo) sono oggi predominanti, non per questo
le malattie infettive e gli agenti causali sono ormai sconfitti. Basti pensare alle patologie tropicali, agli agenti emergenti tra cui la “banale”
influenza, ai virus epatitici, alla terribile emergenza delle resistenze
agli antibiotici e alle vittime quotidiane delle infezioni acquisite in
ospedale da germi particolarmente aggressivi. I continui cambiamenti
a livello epidemiologico mondiale richiedono un continuo scambio di
informazioni scientificamente attendibili. Nessun Paese è dispensato
dall’impatto globale della minaccia posta dai microorganismi, anche
se riscontrati in remote parti del globo. Il compito che questa Collana
si prefigge, è quello di propagare le conoscenze nei vari settori del
sapere microbiologico mediante pubblicazione di contributi di giovani ricercatori, facilitando ad esempio la diffusione di meritevoli tesi
di dottorato, attentamente vagliate dal Comitato di redazione, testi
originali di autori italiani e stranieri, se opportuno anche in lingua
inglese e, quando utile, la traduzione di testi stranieri di particolare
rilevanza per il pubblico colto e per gli specialisti del nostro Paese.
Francesco Feo
Le origini e il destino dell’uomo
Le risposte della scienza
Prefazione di
Eugenia Tognotti
Copyright © MMXIV
ARACNE editrice S.r.l.
www.aracneeditrice.it
[email protected]
via Raffaele Garofalo, /A–B
 Roma
() 
 ----
I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica,
di riproduzione e di adattamento anche parziale,
con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi.
Non sono assolutamente consentite le fotocopie
senza il permesso scritto dell’Editore.
I edizione: maggio 
A Linette e ai nostri figli Silvia, Adriana, Carlo, Claudio
Indice

Prefazione

Premessa

Capitolo I
Dalla preistoria agli albori della civiltà
.. Le origini,  – .. La civiltà paleolitica: periodo musteriano,  –
.. Il paleolitico superiore,  – .. I periodi mesolitico e neolitico, 
– .. Il ruolo dell’evoluzione del linguaggio,  – .. Gli albori della
scienza, .

Capitolo II
La scienza nel mondo antico
.. Le antiche civiltà babilonese ed egiziana,  – .. La filosofia naturale
dei greci,  – .. Pitagora e i pitagorici,  – .. La filosofia naturale ad
Atene,  – .. Il periodo alessandrino,  – .. Le teorie bio–mediche
dell’antichità,  – .. La fine della grande avventura, .

Capitolo III
Il tramonto della scienza nel mondo occidentale
.. La scienza e la tecnica presso i romani,  – .. La medicina a
Roma,  – .. Oscurantismo medievale,  – .. Scienza nel mondo
orientale,  – .. La tradizione scolastica nel Medioevo,  – .. La
tecnologia medievale.,  – .. Medicina e alchimia, .

Capitolo IV
La rivoluzione scientifica del rinascimento
.. La rinascita culturale,  – .. Il sistema copernicano,  – .. Ulteriore semplificazione e innovazione. Giovanni Keplero,  – .. Il
contributo rivoluzionario di Descartes,  – .. Francesco Bacone e
il metodo induttivo,  – .. Galileo Galilei e il metodo scientifico

Le origini e il destino dell’uomo

sperimentale,  – .. La sinesi fisico–matematica in astronomia, 
– .. Galileo e la scienza moderna,  – .. Isaac Newton e le leggi
della gravità,  – .. Progressi della bio–medicina,  – .. Dall’alchimia alla chimica farmaceutica,  – .. I nuovi ideali educativi del
Rinascimento, .

Capitolo V
Nuovi orizzonti scientifici nei secoli XVIII e XIX
.. Il passaggio dal razionalismo ed empirismo alla gnoseologia illuminista,  – .. Ricerche sulla struttura generale del cosmo,  – .. Prime
indagini di geofisica,  – .. I progressi della chimica,  – .. La
teoria atomica e la teoria molecolare,  – .. I progressi della fisica:
l’elettricità,  – .. Gli esperimenti e le invenzioni di Faraday formeranno la base della moderna tecnologia elettromagnetica,  – ... I
progressi dell’ottica,  – .. Nascita della biologia sperimentale,  –
.. Ulteriori progressi della scienza medica,  – .. Gli esordi della
biochimica,  – .. Nuove applicazioni della scienza: lo sviluppo tecnologico,  – .. Le trasformazioni culturali e sociali del secolo dei
lumi, .

Capitolo VI
Ulteriori sviluppi della concezione meccanicistica
.. La lunga evoluzione del meccanicismo,  – .. L’etere,  – .. Nascita dell’astrofisica,  – .. Applicazioni della spettroscopia alla chimica,  – .. La concezione meccanicistica applicata alla biomedicina, 
– ... La Microbiologia diventa scienza,  – ... Nascita dell’immunologia,  – ... Nuovi elementi per la comprensione della vita: la genetica, 
– ... Verso la comprensione delle funzioni dell’organismo,  – ... Nasce
la Patologia Sperimentale,  – ... La polemica sull’uso di animali da
esperimento,  – .. Le applicazioni della ricerca, .

Capitolo VII
Nuovi aspetti fondamentali della fisica e della biologia
.. I limiti della concezione meccanicistica,  – .. La teoria della
relatività,  – ... Tempo, distanza e relatività,  – ... La teoria
della relatività generale,  – .. La struttura dell’atomo e la teoria dei
quanti,  – .. Notevoli progressi della genetica,  – .. La genetica
e il problema della razza: false idee, tragiche conseguenze, .
Indice


Capitolo VIII
Origine e destino dell’Universo
.. Cenni storici,  – .. Il Sole e le altre stelle,  – .. Dalle
giganti rosse alle compagne oscure,  – .. Le galassie,  – .. La
grande esplosione,  – .. Sequenza di eventi,  – ... Formazione
ed evoluzione della nane bianche,  – ... Le novae e le supernovae, 
– ... Stelle di neutroni e pulsar,  – ... I buchi neri,  – .. I
pianeti,  – .. Il punto d’arrivo,  – .. Alcune domande senza
risposta, .

Capitolo IX
Origine della vita sulla Terra
.. Molte ipotesi e pochi progressi durante venti secoli,  – .. Le
prime ipotesi metaboliche e genetiche sull’origine della vita,  – .. I
primi approcci sperimentali,  – .. Entrano in gioco gli acidi nucleici ,  – .. I sistemi autorganizzati e l’atmosfera primordiale,  –
.. Il mondo a RNA,  – .. Il problema della replicazione dell’RNA,  – .. Metabolismo, membrane e mondo a RNA,  – ... I
peptidi catalitici,  – ... Il ruolo dei minerali e della vita sottomarina,  – ... Christian de Duve e i tioesteri,  – .. Dal mondo a
RNA al mondo a DNA,  – ... Dall’organizzazione precellulare alla
cellula,  – .. Un ulteriore passo avanti: l’evoluzione del mondo a
DNA,  – .. L’origine della vita e l’evoluzione del nostro sistema
planetario,  – .. Le grandi estinzioni di massa,  – .. Forme
di vita extraterrestri,  – ... Il concetto di vita è universale?,  –
... Orientamento “carbacquista”,  – ... Il materiale organico dello
spazio extraterrestre, .

Capitolo X
Evoluzione della vita sulla Terra
.. Dalla protocellula agli organismi complessi: le teorie evoluzionistiche,  – ... Un po’ di storia,  – ... Charles Darwin,  –
... L’analisi dei fossili,  – ... Analisi morfologico–funzionale,  –
... La biochimica e la biologia molecolare,  – ... Il ruolo della genetica,  – .. Il mantenimento delle frequenze geniche nella popolazione,  – .. La speciazione,  – .. Tipi diversi di speciazione,  –
.. Le differenze evolutive tra l’uomo e gli altri primati,  – .. La
cosiddetta “medicina darwiniana”,  – .. Due tesi a confronto, .
Indice


Capitolo XI
Scienza e Società
.. Progresso scientifico ed evoluzione del pensiero comune,  –
.. La scienza e il potere,  – .. Scienza e religione, .

Capitolo XII
Epilogo
.. Il metodo scientifico,  – .. La verità scientifica,  – .. La
richiesta di conoscenza scientifica , .

Bibliografia

Indice analitico
Prefazione
Ricco di erudizione e di dottrina e, tuttavia, di facile lettura anche per
i non “addetti ai lavori”, questo libro, Le origini e il destino dell’uomo,
le risposte della scienza, scritto da Francesco Feo, un patologo ben
noto nella comunità scientifica, per diversi decenni in cattedra di Patologia Sperimentale all’Università di Sassari, studioso e cultore di Storia
della scienza, s’impone per profondità d’analisi e chiarezza espositiva.
A spingerlo a scrivere — spiega l’autore nell’introduzione — è stato “Il
crescente interesse nei confronti delle ricerche scientifiche, nel secolo
scorso e agli albori del ventunesimo secolo”. Ne è nata un’opera di alta
divulgazione, provvista di un ricco corredo iconografico ( Figure),
fruibile da cultori e appassionati di storia della scienza, e vivamente
consigliabile, tutto o in parte, come lettura di corsi universitari di
Storia e Filosofia della Scienza, ma anche di Medical Humanities e
Bioetica. Diviso in dodici capitoli, il saggio ricostruisce nei primi sette
il lunghissimo percorso che ha portato, dalle primissime espressioni
della cultura — presenti in tutta la storia evolutiva degli esseri umani
dagli australopitechi all’Homo erectus e Homo habilis alle ultime fasi di
Homo sapiens — alla scoperta del “metodo scientifico”, presupposto
indispensabile allo sviluppo della scienza moderna. Sullo sfondo la rivoluzione scientifica, un momento fondante del mondo moderno. Le
concezioni e il metodo, definito quattro secoli fa, hanno rappresentato
la premessa di qualsiasi formalizzazione matematica alla base della
scienza moderna, ma anche della negazione di ogni visione organicista
o magica propria di una visione pre–scientifica. Alla rivoluzione scientifica del Rinascimento, l’A. dedica un intero capitolo, incentrato sulle
più importanti idee del periodo, nel più vasto contesto istituzionale
e sociale, soffermandosi sulle principali individualità, primi tra tutti
Leonardo Da Vinci, Niccolò Copernico, René Descartes, Francesco
Bacone, Galileo Galilei, “il padre del metodo scientifico sperimentale
che caratterizza la scienza moderna”. E, ancora, Isaac Newton, per
non evocare che alcuni nomi.


Prefazione
Tra l’altro è durante il Rinascimento che la Medicina — fino allora
dominata dalla teoria degli umori — compie un decisivo passo avanti
sulla strada dell’evoluzione. L’esercitazione sui corpi anatomici entra
a far parte della formazione medica dopo gli spettacolari progressi
nel campo dell’ anatomia, avviati dal chirurgo fiammingo Andrea
Vesalio (–), lettore di anatomia presso l’Università di Padova,
la cui opera, De Humani corporis Fabrica, pubblicata nel , segna
l’atto di nascita dell’anatomia moderna. Le trecento tavole, che illustravano i sette libri, superavano per precisione ogni precedente
rappresentazione anatomica e segnavano un punto di svolta nei metodi di osservazione e rappresentazione del corpo umano. La stessa
copertina della Fabrica — dove è rappresentata una lezione di dissezione, nella quale il maestro disseziona personalmente il cadavere —
costituiva una rottura rispetto alla dissezione didattica trecentesca di
Mondino de’ Liuzzi, che sedeva su uno scranno con il libro in mano,
indicando i pezzi che l’incisore estraeva di volta in volta dal cadavere,
cominciando dalla cavità addominale e dalle parti più deperibili del
corpo, per continuare poi con quelli della gabbia toracica e, infine,
con la testa e le estremità. La lezione consisteva in un confronto tra il
corpo e le conoscenze e i commenti dei classici. Quella di Mondino
era un’anatomia “raccontata”. Vesalio imprime una svolta. Seziona
il corpo operando una rivoluzione che avrebbe trasformato nel profondo la teoria e la pratica medica. Si affermava l’idea che operare la
dissezione era l’unico modo per i futuri medici di sviluppare un senso
del corpo umano. E, insieme, la necessità di una convergenza, nella
medicina, della teoria e dell’osservazione diretta. Vesalio proponeva
quindi una nuova immagine del medico, del professore di medicina e
del rapporto che intercorre, nelle scienze sperimentali, fra il lavoro
delle mani e le opere dell’intelletto, separate per tutto il Medioevo.
L’autore segue quindi gli avanzamenti che dall’anatomia alla fisiologia — con la scoperta della circolazione del sangue–portano, tra il
 e il  avanzato, all’affermarsi dell’anatomia patologica, fondata
da Giovanni Battista Morgagni, e alla visione localistica della malattia.
Per giungere, quindi, nel XIX secolo, con Virchow, alla teoria cellulare
e alla concezione della malattia come alterazione della cellula. Dall’organo, al tessuto, alla cellula, l’unità strutturale funzionale degli
organismi viventi. Il lungo excursus sulle risposte che la scienza ha
fornito, nel corso dei secoli, per arrivare alla comprensione delle leggi
Prefazione

della natura ed al mistero dell’origine e del destino dell’uomo continua
quindi con la ricognizione delle tre maggiori acquisizioni scientifiche
del Novecento: la teoria della relatività, che ha rivoluzionato il mondo
della fisica; la fisica del nucleo, (dalla scoperta di H. Becquerel della
radioattività a E. Rutherford, il fisico inglese che per primo usò il nome
di nucleo atomico nel corso degli esperimenti da lui condotti sulla
diffusione delle particelle α da parte della materia); i progressi della genetica. L’A. dà conto qui dello straordinario avanzamento conoscitivo
in quest’ambito, grazie alla ricerca sulle basi funzionali dei processi
biologici, normali e patologici nella seconda metà del Novecento. La
biologia e la medicina sono state attraversate da trasformazioni radicali, sia nei contenuti concettuali che nelle metodologie di ricerca,
come risultato della definizione dei meccanismi genetico–molecolari e
biochimici che governano la fisiologia degli organismi viventi. Iniziata
con la scoperta della struttura “a doppia elica” del DNA, ottenuta nel
 da James D. Watson e Francis H.C. Crick, la comprensione delle
dinamiche genetico–molecolari della vita è stata perfezionata con la
decifrazione del codice genetico completata a metà degli anni Sessanta,
e con la scoperta della regolazione dell’espressione genica.
L’invenzione della tecnologia del DNA ricombinante e del clonaggio genico nel  e nel  e quella di due metodi per sequenziare
il DNA nel  — grazie ad serie di sviluppi tecnici, che hanno aperto la possibilità di una manipolazione sempre più fine del materiale
genetico e degli enzimi — hanno consentito di mappare e clonare
migliaia di geni e di ricomporre la sequenza di interi genomi: nel 
è stato ultimato il sequenziamento umano, prima della data prevista
nel , quando venne varato il progetto ufficiale. Nel contempo,
è andato avanti lo studio degli svariati meccanismi che controllano
l’espressione dei geni o che sono alla base delle funzioni biologiche
più complesse. Dopo aver percorso questo cammino di conoscenza
— e attraversato i campi della biologia evolutiva, della geologia, della
fisica nucleare, della cosmologia, della paleontologia — il lettore potrà
affrontare gli ultimi capitoli nei quali l’A. fa un’ampia e documentata
rassegna dello stato dell’arte delle conoscenze su alcuni temi cruciali per l’Umanità quali l’origine della vita, della terra, dell’Universo,
dedicando la necessaria attenzione al dibattito fra creazionismo ed
evoluzionismo, o dibattito sulle origini con le dispute contrastanti sostenute, da una parte, dalla comunità scientifica dall’altra dalla Chiesa.

Prefazione
Alla base della questione la visione creazionista sulle origini e quella
evoluzionista sostenuta dal mondo scientifico tramite prove concrete
sulla realtà cosmica, così come le realtà biologiche e umane (dinamismo delle realtà fisiche e biologiche, il piano e/o casualità nei processi
biologici, la comparsa di esseri umani, l’unità filetica del genere umano). Prendendo le mosse dalle teorie di grandi filosofi dell’antichità,
greci e latini, l’A. arriva al XVIII secolo: l’idea dominante nel mondo occidentale era quella del “fissismo”, secondo cui le specie erano
immutabili. Parigi è il milieu scientifico in cui maturano le critiche
alla dogmatica aristotelica e che vede comparire i primi germi di una
concezione evoluzionistica del mondo vivente grazie alla brillante
intuizione del naturalista Georges–Luis Buffon, il primo a formulare
una proposta evoluzionistica, seguito da altri studiosi. Tra gli altri,
Jean–Baptiste Lamarck (–), lavorando in Francia nel periodo
a cavallo tra ‘ e ‘ mette insieme per primo il puzzle che mette
capo alla teoria della trasformazione della specie”.
L’idea dell’evolversi della vita verso forme sempre più specializzate
e dell’adattamento come interazione tra esseri viventi e ambiente era
una grande novità che metteva in crisi il creazionismo e si apriva ad
una visione dinamica della storia naturale. A conferma dei condizionamenti e delle influenze sulla scienza in ogni periodo storico, questa
idea di progresso viene messa in discussione nel periodo della Restaurazione, nel primo Ottocento. In contrasto con le idee di Lamarck, un
altro scienziato parigino, Georges Léopold Cuvier (–), rompe
con quella visione meccanicistica degli esseri viventi in movimento
verso il progresso, dichiarando che la storia geologica della Terra
mostrava la presenza di eventi catastrofici, che avevano portato alla
estinzione delle forme di vita in vaste aree (catastrofismo), poi ripopolato da diversi animali e piante provenienti da diverse parti del mondo.
Ma la teoria dell’evoluzione — su cui Feo si sofferma ampiamente
— prese definitivamente forma con Charles Darwin e con la pubblicazione nel  del suo trattato L’origine delle specie in cui sostiene
la tesi della selezione naturale: un meccanismo che favorisce i caratteri genetici che meglio si adattano all’ambiente, eliminando invece
quelli svantaggiosi. In seguito, lo sviluppo degli studi sull’ereditarietà
di Mendel permisero di affinare ulteriormente la teoria: la comparsa
di alcune variazioni casuali vantaggiose, rispetto agli altri individui di
una stessa specie, possono essere ereditate dalla propria discendenza,
Prefazione

fino alla nascita di un nuovo gruppo di individui, diverso da quello di
provenienza (processo di “speciazione”).
La storia insegna che gli scienziati hanno sempre dovuto affrontare
confronti e divergenze con esponenti della politica, della cultura o
della religione. Ma quali sono oggi i rapporti tra scienza e società,
tra scienza e potere, tra scienza e religione? A questa problematica è
dedicato il penultimo capitolo del libro e Francesco Feo non si sottrae
certo al confronto con temi di bruciante attualità come, tra gli altri, la
ricerca sull’OGM, il problema della ricerca sugli embrioni, la questione della sperimentazione animale. Richiamando anche le difficoltà, le
incomprensioni, e molto spesso le strumentalizzazioni che rendono
talora complessi i rapporti tra la scienza e il mondo politico e sociale.
Tra gli altri meriti, questo libro, ha quello di offrire le coordinate culturali per districarsi in un mondo sempre più condizionato dalla ricerca
scientifica e dalle sue applicazioni tecnologiche. Guardando a questa
realtà, e alle tante questioni etiche e bioetiche in campo, Francesco
Feo, senza arroccarsi nella cittadella della scienza, indica la strada della
libertà della ricerca, ma attraverso un confronto aperto ai valori etici e
capace di portare ad un’assunzione collettiva di responsabilità.
Eugenia T
Torino–Sassari, gennaio 
Professore ordinario di Storia della Medicina