DA SPALLANZANI A PASTEUR

                                        

                                                             Biogenesi ii parte from Maura Bracaloni

E' MARCITO, HA FATTO LA MUFFA, HA FATTO I VERMI

Queste espressioni, assolutamente corrette per quanto riguarda l'italiano, sono invece dal punto di vista degli Studi Naturali una enorme sciocchezza, perché i cibi non marciscono in modo autonomo e meno ancora sono capaci di produrre della muffa. I cibi (come quasi tutte le sostanze organiche) marciscono perché dei batteri li decompongono,  le muffe sono degli organismi viventi del Phylum dei funghi; quanto ai vermi, ammesso che siano veramente dei vermi, derivano da uova che il loro genitore deve deporre.

Invece le tre espressioni del titolo sono interessanti come  fossile lessicale, testimonianza di un modo di pensare e poi di una tradizione nemmeno molto antichi.

Questi modi di dire, adesso relegati nella soffitta della nonna, erano accettati anche dalla Scienza, fino al 1864, anno in cui Pasteur dimostrò sperimentalmente che gli organismi non si producono spontaneamente da un qualche substrato.

Prima del 1864,  la questione era costantemente in discussione: alcuni scienziati erano convinti che, come per gli organismi di grandi dimensioni, fosse necessaria una coppia di genitori, o almeno uno; altri invece ritenevano che vermi, lumache, insetti e ancor più i microrganismi, si riproducessero per generazione spontanea da materiale organico o dal fango. Si pensava addirittura che una camicia sporca, abbandonata, potesse dar origine a topi. 

Il punto fondamentale è che allora si pensava che la vita dipendesse da un misterioso flusso vitale, qualcosa di non lontano da una dimensione spirituale. E il flusso vitale è presente nell'aria o forse anche nelle cose morte o in quelle non organiche..... e permette la generazione spontanea, cioè automatica di esseri viventi.

Francesco Redi è il primo scienziato che si e' opposto decisamente all'idea della generazione spontanea:

«Per molte osservazioni molte volte da me fatte mi sento inclinato a credere che la terra, da quelle prime piante e da quei primi animali che ella nei primi giorni del mondo produsse per comandamento del sovrano e onnipotente fattore, non abbia mai più prodotto per se medesima né erba, né albero, né animale alcuno perfetto o imperfetto ch’ei fosse; e tutto quello che ora nascere da lei o in lei veggiamo, venga tutto dalla semenza reale e vera delle piante e degli animali stessi».

Ma soprattutto Redi per la prima volta applicò il metodo sperimentale alla biologia.

Per il suo famoso esperimento preparò alcuni recipienti contenenti una piccola dose di vari tipi di carne;  di questi, una metà li lasciò aperti e gli altri li sigillò accuratamente. Il risultato si dimostrò subito chiarissimo: solo i primi campioni, nei quali le mosche avevano potuto entrare (e, adesso lo sappiamo, deporre le uova), avevano dato origine a larve (hanno l'aspetto di vermini bianchi, ma non sono vermi) che poi si erano sviluppate in mosche identiche alle prime. La carne dei recipienti sigillati, invece, era diventata anch'essa putrida e si era decomposta, ma senza dar luogo a nessuna forma di vita visibile. 

La causa della nascita delle larve non stava in un flusso vitale dell'aria o della materia, ma nelle uova deposte da genitori della stessa specie. 

I risultati furono contestati: il fatto che i contenitori fossero sigillati aveva impedito al flusso vitale di entrare e di manifestarsi. Tutto sommato l'obiezione aveva anche un fondamento: le larve sarebbero comunque morte subito per mancanza di ossigeno.

Allora Redi progettò un secondo esperimento, per quei tempi un capolavoro: questa volta chiuse i contenitori contenenti la carne soltanto con della garza, in modo che l'aria e qualsiasi flusso vitale potessero liberamente passare, ma non le mosche. Ovviamente, senza uova, niente vermini.... e fine delle contestazioni.

La millenaria credenza nella generazione spontanea era stata sconfitta per sempre, almeno a livello di organismi superiori. 

Queste conclusioni vennero presentate da Redi nelle

                                     Esperienze intorno alla generazione degl' insetti:

“Mio Signore.
E' non ha dubbio alcuno che nell’intendimento delle cose naturali dati sono dal
supremo Architetto i sensi alla ragione come tante finestre o porte per le quali o ella si
affacci a mirarle, o elleno entrino a farsi conoscere. Anzi, per meglio dire, sono i sensi
tante vedette o spiatori che mirano a scoprire la natura delle cose e ‘l tutto riportano
dentro alla ragione la quale, da essi ragguagliata, forma di ciascuna cosa il giudizio,
altrettanto chiaro e certo quanto essi sono più sani e gagliardi, e liberi da ogni ostacolo
ed impedimento. Onde acciocché restino sincerati, molto spesso ci avviciniamo o ci
discostiamo, mutando lume e posto a quelle cose che da noi si riguardano, e molte altre
azioni facciamo, non solamente per soddisfare la stessa vista, ma e l’odorato e ‘l gusto e
l’udito e ‘l tatto in guisa tale ch’e’ non è uomo alcuno, il quale abbia fior d’ingegno, che
ricerchi dalla ragione il giudizio delle cose sensibili per altra via che per quella più
facile e più sicura da’ propri sensi aperta e spianata.” 


Negli anni seguenti la teoria della generazione spontanea venne progressivamente abbandonata. Tuttavia, il diffondersi dei microscopi riaccese il dibattito; bastava infatti  mettere delle sostanze organiche in soluzione  a 20°C-40°C per breve tempo ed ecco che  delle strane "bestioline viventi" apparivano sulla superficie e nell'acqua.

John Turbeville Needham procedette allora a dimostrare che la generazione spontanea è possibile relativamente ai viventi microscopici e semplici. Per uccidere tutti i microorganismi fece scaldare un brodo organico ad alta temperatura (Ma, errore, inferiore a 100°C) versando poi il preparato in provette (Secondo errore, perché anche così si ha una contaminazione, cioè altri esseri microscopici entrano nel liquido dall'aria o dalla superficie delle provette). Ovviamente la vita (Protozoi, batteri, lieviti, ecc) riprendeva e quindi lui convinse se stesso e  molti altri che i viventi  possono scaturire da sostanze organiche morte. Nel 1750 pubblicò i suoi risultati nelle 

"Nouvelles observations microscopiques avec des découvertes intéressantes 

sur la composition et décomposition des êtres organisés "

(Parigi 1750)

Anche scienziati di grande fama come Buffon ci cascarono....... Lazzaro Spallanzani no.
Tra Modena, Reggio Emilia e Pavia Spallanzani lavorò diversamente sulla questione, sterilizzando i campioni (sempre brodo organico) mediante parecchi minuti di  bollitura (A 100°C tutti i microrganismi muoiono, tranne qualche virus, cosa che qui non ci interessa). Immediatamente dopo sigillava il contenitore: fondeva addirittura il vetro del collo delle ampolle, un metodo veramente drastico!

In queste condizioni nessun microorganismo  si sviluppava, dimostrando quindi che ogni vivente deriva da un altro vivente. Dopo quattro anni di lavoro, Spallanzani nel 1765 pubblicò i suoi risultati nelle

"Osservazioni Microscopiche sul Sistema della Generazione de’ Signori di Needham e Buffon"

Tuttavia la faccenda non era ancora risolta, perché secondo alcuni la sigillatura avrebbe impedito l'azione del flusso vitale. In realtà in questo caso la sigillatura non crea problemi perché l'ossigeno contenuto nell'ampolla è più che sufficiente.... ma non importa, di questo non si sapeva proprio niente e chi voleva pensare ad uno spirito-flusso vitale che si manifesta solo se liberamente in contatto con l'esterno o che proviene dall'esterno, continuava a pensarlo.

Louis Pasteur

Il dibattito, spesso in forma piuttosto polemica, proseguì fino a quando l'Accademia delle Scienze di Parigi offrì un premio a chiunque fosse stato in grado di fare luce sull'argomento. 

Il premio fu vinto nel 1864 da Louis Pasteur che attraverso un semplice ma geniale esperimento riuscì a confutare definitivamente la teoria della generazione spontanea. Si tratta di una modifica del lavoro di Spallanzani in quanto egli impiegò per i suoi esperimenti dei matracci (grosse ampolle) a collo d'oca, che permettevano l'entrata dell'aria, ma impedivano a spore e batteri di risalire fino al liquido all'interno. Pasteur, come aveva fatto  Spallanzani un secolo prima, bollì il contenuto dei matracci, uccidendo così ogni forma di vita all'interno, e dimostrò che i microrganismi, incapaci di risalire il lungo collo piegato ad U, non ricomparivano.
Ricomparivano invece se il collo del matraccio veniva spezzato, permettendo così agli agenti contaminanti contenuti nell'aria di entrare.

Riproduzione del lavoro di Pasteur. Da notare i 5 matracci in basso a sinistra, ad uno dei quali è stato rotto il collo, permettendo ai microorganismi di tornare a decomporre il brodo.

(da Oeuvres de Pasteur réunies par  Pasteur Vallery-Radot, 1922 / TRECCANI.it)

IL METODO SCIENTIFICO

Galileo Galilei

Anticamente l’uomo ha cercato di spiegare i fenomeni naturali di cui era testimone imputandoli all’azione delle divinità, oppure attribuendoli alla stregoneria o alla magia. 

Con Galileo Galilei (1564-1642) è stato introdotto il metodo sperimentale.

Esso  si articola in due fasi:

• fase induttiva (cioè dallo studio di dati sperimentali si giunge alla formulazione di una regola universale)
• fase deduttiva

La fase induttiva si divide inoltre in:

• osservazioni e misure (in questa fase si utilizza la strumentazione opportuna e si raccolgono i dati)
• formulazione di un’ipotesi, si tenta cioè di spiegare il fenomeno, mediante la “lettura” dei dati sperimentali.

La fase deduttiva si distingue in:

• verifica dell’ipotesi (si sottopongono i dati ad una verifica rigorosa, si fanno delle controprove, ecc.)
• formulazione di una teoria, nel caso in cui l’ipotesi venga confermata.

In pratica il metodo scientifico è un modo di conseguire informazioni sul meccanismo di eventi naturali proponendo delle risposte alle domande poste: per determinare se le soluzioni proposte sono valide si utilizzano dei test (esperimenti) condotti in maniera rigorosa.

La rigorosità del metodo scientifico risiede nel fatto che una teoria non è mai definitiva ma è suscettibile di modifiche o di sostituzioni, qualora vengano alla luce nuovi aspetti non ancora considerati. Il metodo scientifico richiede una ricerca sistematica di informazioni e un continuo controllo per verificare se le idee preesistenti sono ancora supportate dalle nuove informazioni. Se i nuovi elementi di prova non sono favorevoli, gli scienziati scartano o modificano le loro idee originarie. Il pensiero scientifico viene quindi sottoposto ad una costante critica, una modifica ma anche ad una rivalutazione: è questo che lo rende così grande ed universale.

Abbiamo già visto in un precedente post come Redi era riuscito a "dimostrare" che le mosche nascono da altre mosche e non per generazione spontanea dalla carne putrefatta.

Ecco qui un altro esempio di metodo scientifico: l’esperimento di Pasteur sul carbonchio (1881):

Bacillus antracis

Il chimico francese Louis Pasteur (1822-1892) condusse nel 1881 un drammatico esperimento. In pratica utilizzò il Bacillus anthracis, agente infettivo responsabile del carbonchio (conosciuto anche come antrace) attenuato mediante un agente fisico (coltura a 42-43°C: la crescita a tale temperatura ne attenua la virulenza), e lo inoculò successivamente in un certo numero di pecore. La sua idea era verificare l’origine batterica della malattia, contrariamente a quanto affermato da una gran parte della comunità scientifica del tempo, la quale attribuiva il carbonchio all’inalazione dei miasmi ambientali, quindi ad una causa di tipo chimico.

Osservazioni:

• le pecore si ammalavano dopo aver trascorso del tempo sui campi infetti
• le pecore si ammalavano se venivano messe a contatto con il materiale in decomposizione presente sui campi o derivante da altri animali malati
• nel sangue delle pecore malate era presente un organismo unicellulare a forma di bastoncello (osservabile al microscopio) 

Scopo dell’esperimento

Dimostrare se il responsabile del carbonchio era il Bacillus anthracis (isolato dal medico tedesco Robert Koch) oppure i miasmi ambientali.

Ipotesi

Forse le pecore potevano acquisire l’immunità qualora fossero venute a contatto con il bacillo attenuato, cioè la cui infettività era stata ridotta mediante un reattivo chimico.

Esperimento

• Pasteur selezionò dapprima 60 pecore
• 10 di esse furono tenute da parte ed isolate; ciò serviva da controllo
• 25 furono sottoposte all’inoculazione (vaccinazione) del bacillo attenuato per ben 2 volte (il 5 maggio 1881 e il 17 maggio 1881)
• 25 non furono vaccinate

Successivamente (31 maggio 1881), ai due gruppi di pecore da 25 individui fu iniettata una coltura virulenta di carbonchio, cioè ricca di bacilli non attenuati ma perfettamente vitali.

Pasteur verificò pubblicamente, il 2 giugno 1881, che:

del primo gruppo, quello delle pecore vaccinate, sopravvissero 24 individui su 25. Si registrò quindi un tasso di mortalità del 4% 

del secondo gruppo, quello delle pecore non vaccinate, ne sopravvissero 2 (moribonde); le altre risultarono decedute. Si registrò quindi un tasso di mortalità del 92%

Teoria

Il carbonchio era dovuto all’azione del Bacillus anthracis. La vaccinazione attiva le difese immunitarie e previene le malattie infettive.

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METODO SCIENTIFICO

Per gli alunni di prima, ecco una chiara spiegazione sul modo di condurre una indagine scientifica. Si riferisce agli esperimenti condotti nel 1668 da Francesco REDI, medico toscano e poi nel 1700 da Lazzaro SPALLANZANI,naturalista.

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Ritroviamo, anche in questo video,la spiegazione di come fu condotto l'esperimento che aveva lo scopo di dimostrare la falsità della teoria della "generazione spontanea"