3 Biologia dello sviluppo
Per un meccanicista la sfida più grande, e il contesto in cui il vitalismo ha mantenuto la sua influenza più forte, è stato lo sviluppo. Partendo da un uovo indifferenziato e singolare, lo sviluppo porta ad un organismo con una struttura regolare e differenziata. Il problema è spiegare come sia possibile questa differenziazione regolare. Cartesio ha difeso una visione epigenetica dello sviluppo embriologico; tuttavia, Cartesio non poteva spiegare come un organismo vivente complesso potesse risultare dalla materia e dal movimento. Questo portò Nicolas Malebranche (1638-1715) a sviluppare una teoria della preformazione per emboizzazione, secondo la quale le cellule germinali contengono, completamente formato, l’organismo. Durante il XVII secolo, la preformazione ha offerto un modo per accogliere l’opinione che le leggi meccanicistiche fossero insufficienti come spiegazione della costruzione degli organismi viventi dalla materia non organizzata. La preesistenza dell’organismo evitava anche le implicazioni atee e materialistiche di un’epigenesi meccanicistica, permettendo che tutti gli organismi fossero preformati dal creatore. La preformazione fu ampiamente abbracciata all’inizio del XVIII secolo. Pierre-Louis Maupertuis (1698-1759), il Comte de Buffon (1713-81) e Needham presero la difesa dell’epigenesi a metà secolo, sfidando il preformismo. Tutti e tre hanno ampliato la gamma di meccanismi disponibili per includere le forze attrattive. Di fronte al problema di spiegare l’emergenza dell’organizzazione, Maupertuis attribuì intelligenza e memoria alle più piccole particelle viventi. Sulla base degli esperimenti fatti con Needham, Buffon propose che lo sviluppo degli organismi dipendesse da “forze penetranti” analoghe alla gravità e all’attrazione magnetica. Needham concluse che c’era una “forza vegetativa” che era la fonte di tutte le attività della vita. Queste sono proposte vitalistiche, che hanno senso solo all’interno di un programma meccanicistico.
Problemi simili persistettero per tutto il diciottesimo e diciannovesimo secolo. Sebbene Berzelius fosse meccanicista di fronte alla fisiologia, la produzione della forma organica sembrava sfidare la spiegazione chimica. Suggerì quindi l’esistenza di una forza vitale che differisce dagli elementi inorganici e che regola lo sviluppo. Charles Bonnet (1720-93), dall’altra parte, era un campione entusiasta del preformatorismo. Scoprì la partenogenesi nell’afide, concludendo che la cellula germinale femminile conteneva individui interamente preformati, anche se ammetteva che non doveva essere esattamente nella forma in cui esiste nell’organismo adulto. Oltre a questo non vedeva alcuna spiegazione, sottolineando che lo stato attuale della conoscenza fisica non permette alcuna spiegazione meccanica della formazione di un animale. Bonnet non abbracciava forze vitali, e quindi aveva bisogno di una qualche organizzazione primordiale.
Alla fine del XIX secolo, analoghe controversie riemersero, anche se trasformate e soggette a indagini sperimentali. Nell’investigare lo sviluppo, Wilhelm Roux (1831-1924) iniziò una versione sperimentale della Entwicklungsmechanik a sostegno delle determinanti interne dello sviluppo. Egli abbracciò una teoria “a mosaico” dello sviluppo, secondo la quale i determinanti ereditari sono distribuiti in modo qualitativamente non uniforme all’interno dell’uovo fecondato. Quando la cellula si divide, le cellule figlie si differenziano geneticamente e queste differenze spiegano la differenziazione degli organismi. Nel 1888, Roux descrisse degli esperimenti destinati a testare l’idea dell’auto-differenziazione embrionale. Alla prima scissione nello sviluppo di una rana, distrusse un blastomero con un ago caldo. In circa il 20% dei casi, il blastomero rimanente ha continuato a svilupparsi e si è sviluppato in mezzo embrione. Ha concluso che i blastomeri si sviluppano indipendentemente, dipendendo principalmente dalla loro costituzione interna. Questo supportava la visione che lo sviluppo era controllato da materiale che veniva successivamente diviso tra le cellule dell’organismo. Questo materiale, pensava, determinava la crescita dell’organismo in una forma completamente meccanica. Nel 1891, Driesch eseguì quello che all’inizio sembrava essere un esperimento molto simile, ma con risultati drammaticamente diversi. Usando i ricci di mare, separò i blastomeri allo stadio di due cellule. Ogni blastomero si è sviluppato in una blastula più piccola ma completa. Vide questo risultato come incoerente con il resoconto meccanicistico di Roux e, in particolare, come incoerente con l’idea che la divisione della cellula coinvolgesse una divisione del “germe” che controlla lo sviluppo. Poiché i blastomeri hanno la capacità di svilupparsi in organismi completi, non poteva esserci il tipo di differenziazione interna e di controllo che Roux aveva osservato. Driesch inizialmente cercò fattori epigenetici esterni per spiegare lo sviluppo. Arrivò a vedere lo sviluppo come la risposta di un organismo vivente piuttosto che un processo meccanicamente predeterminato. Non negava che i processi fisici e chimici si manifestassero nello sviluppo, ma sosteneva che i tempi dello sviluppo richiedevano una spiegazione speciale. Le leggi fisiche pongono quindi dei vincoli sulle possibilità, ma lasciano il risultato effettivo sottodeterminato. Le connessioni non furono fatte immediatamente, ma Driesch alla fine fu portato ad una visione teleologica e vitalistica dello sviluppo che pensava potesse spiegare i modelli di sviluppo.
