Isaac Asimov - Breve storia della Biologia

Capitolo 1     La biologia antica
Le origini della scienza
La biologia è lo studio degli organismi viventi e una sorta di biologia nacque non appena la mente umana si fu sviluppata abbastanza perché l'uomo si rendesse conto di essere un oggetto diverso dal terreno immobile e insensibile sul quale appoggiava i piedi. Per secoli e secoli, tuttavia, la biologia non ebbe un aspetto tale che la potesse far riconoscere come scienza.
Era inevitabile che gli uomini cercassero di curare se stessi e gli altri dalle malattie, che tentassero di alleviare il dolore, di riacquistare la salute e di tener lontana la morte: lo fecero, in principio, con riti magici o religiosi, cercando di costringere o indurre qualche divinità o demone a modificare il corso degli eventi.
Inoltre, gli uomini non potevano fare a meno di osservare i meccanismi viventi dell'organismo animale ogni volta che un essere vivente veniva fatto a pezzi dai macellai per essere mangiato, o dai sacerdoti per essere sacrificato. Eppure l'attenzione che veniva dedicata alle caratteristiche particolareggiate degli organi non aveva lo scopo di studiare il loro funzionamento, bensì di apprendere tutte le notizie che essi potevano fornire circa il futuro. I primi studiosi di anatomia furono gli aruspíci che leggevano il destino dei re e delle nazioni nella forma e nell'aspetto del fegato di un ariete.
È indubbio che, sia pure sotto l'influenza predominante della superstizione, nel corso dei secoli furono raccolte molte notizie utili. Gli uomini dell'antico Egitto che erano così abili nell'imbalsamazione delle mummie dovevano possedere una conoscenza pratica dell'anatomia umana. Nella storia di Babilonia, il codice di Hammurabi che risale forse al 1920 a.C., comprendeva un regolamento dettagliato della professione medica, e in quell'epoca vi furono medici le cui conoscenze, frutto delle osservazioni pratiche di varie generazioni, dovevano essere sia utili che efficaci.
Tuttavia, finché l'uomo fu convinto che l'universo fosse completamente in balìa di demoni capricciosi e credette che il naturale fosse subordinato al soprannaturale, il progresso della scienza dovette essere di una lentezza impressionante. E le menti migliori si dedicavano naturalmente non allo studio del mondo visibile, ma al tentativo di arrivare, mediante l'ispirazione o la rivelazione, a comprendere il mondo soprannaturale invisibile e dominante.
È vero che di tanto in tanto qualche individuo isolato avrà respinto questa concezione per concentrarsi sullo studio del mondo così come veniva rivelato dai sensi, ma questi uomini, circondati e sommersi da una cultura ostile, non hanno lasciato traccia né dei loro nomi, né della loro influenza.
Furono gli antichi Greci a modificare la situazione. Erano gente irrequieta, curiosa, volubile, intelligente, portata alla discussione e, a volte, irriverente. La grande maggioranza dei Greci, come tutti gli altri popoli dell'epoca e dei secoli precedenti, vivevano nel mezzo di un mondo invisibile di dei e semidei. Se i loro dei erano molto più attraenti delle divinità pagane di altre nazioni, non erano meno infantili nelle loro motivazioni e reazioni. Le malattie erano provocate dalle frecce di Apollo, il quale poteva essere indotto a una cieca furia da cause insignificanti e poteva venire propiziato con sacrifici e opportune adulazioni.
Ma c'erano dei Greci che non condividevano queste opinioni. Verso il 600 a.C. nella Ionia (l'attuale costa turca dell'Egeo) si misero in luce alcuni filosofi che avviarono un movimento destinato a cambiare tutto questo. Secondo la tradizione, il primo di essi fu Talete (640?-546 a.C.).
I filosofi ionici ignorarono il soprannaturale e supposero invece che le vicende dell'universo seguissero uno schema fisso e inalterabile. Postularono l'esistenza della causalità, vale a dire che ciascun evento aveva una causa e una data causa produceva inevitabilmente un dato effetto, senza pericolo di cambiamenti ad opera di una volontà capricciosa. Un altro postulato era che la « legge naturale » che governava l'universo era tale che la mente umana avrebbe potuto comprenderla e dedurla partendo da premesse o da osservazioni.
Questo punto di vista portava a nuova dignità lo studio dell'universo. Esso affermava che l'uomo era in grado di comprendere l'universo e assicurava che, una volta ottenuta, la conoscenza sarebbe stata permanente. Se, per esempio, si fosse riusciti a conoscere le leggi che regolano il moto del Sole, non ci sarebbe stato da temere che questa conoscenza diventasse improvvisamente inutile perché un Fetonte qualsiasi aveva deciso di impugnare le redini del carro del Sole e di condurlo attraverso il cielo lungo un percorso arbitrario.
Di questi antichi filosofi ionici si conosce poco: le loro opere sono andate perdute, ma i loro nomi sopravvivono e così pure il nucleo centrale del loro insegnamento. Inoltre la filosofia del « razionalismo » (la convinzione che il funzionamento dell'universo si potesse comprendere con l'aiuto della ragione piuttosto che della rivelazione), che nacque con loro, non è mai morta. Ha avuto un'infanzia burrascosa, si è indebolita fino quasi a estinguersi dopo la caduta dell'Impero Romano, ma non è mai morta del tutto.
La Ionia
Il razionalismo entrò a far parte anche della biologia quando gli organi interni del corpo animale divennero oggetto di studio in quanto tali e non in quanto congegni di trasmissione dei messaggi divini. Secondo la tradizione, il primo uomo che sezionò degli animali semplicemente per descrivere ciò che vedeva fu Alcmeone (circa nel sesto secolo a.C.). Verso il 500 a.C. Alcmeone descrisse i nervi dell'occhio e studiò la struttura del pulcino che si sviluppa ancora rinchiuso nell'uovo. Può quindi essere considerato il primo studioso di anatomia (lo studio della struttura degli organismi viventi) e di embriologia (lo studio degli organismi prima della nascita propriamente detta). Alcmeone descrisse perfino il sottile condotto che collega l'orecchio medio con la gola. Gli studiosi di anatomia che vennero dopo persero le tracce di queste ricerche ed esse non furono riscoperte che duemila anni dopo.
Il nome più importante legato alle origini razionalistiche della biologia è tuttavia quello di Ippocrate (460?-377? a.C.). Della sua vita non si conosce praticamente nulla, tranne che nacque e visse nell'isola di Coo, a poca distanza dalla costa ionica. A Coo sorgeva un tempio dedicato a Esculapio, il dio greco della medicina. Il tempio era l'equivalente più prossimo di una moderna facoltà di medicina: esservi accolto come sacerdote corrispondeva a ottenere l'attuale laurea in medicina.
Il grande servizio reso da Ippocrate alla biologia consiste nell'aver ridotto Esculapio a un ruolo puramente onorario. Secondo la dottrina ippocratica, nessuna divinità influiva sulla medicina e il corpo era sano quando le parti che lo componevano funzionavano bene e armoniosamente; in caso contrario, il corpo era ammalato. Compito del medico era osservare con attenzione per scoprire quali fossero i difetti del funzionamento, e poi intervenire nella maniera adatta per correggere questi difetti. L'intervento adatto non consisteva in preghiere o sacrifici, in esorcizzazione di demoni o propiziazione di dei: consisteva principalmente nel permettere al paziente di riposare, controllando che fosse tenuto pulito e disponesse di aria pura e di cibi semplici e sani.
Era inevitabile che ogni specie di eccesso squilibrasse il funzionamento del corpo in un senso o nell'altro, quindi occorreva moderazione in tutto.
In breve, secondo Ippocrate, il compito del medico consisteva nel permettere che fosse la stessa legge naturale a curare il malato. Il corpo aveva dei meccanismi correttivi automatici ai quali si doveva lasciare la massima libertà di funzionamento. Tenuto conto delle conoscenze mediche limitate di allora questo era un ottimo punto di vista.
Ippocrate fondò una tradizione medica che durò per secoli dopo la sua morte. I medici di questa scuola scrivevano le proprie opere sotto il suo nome, cosicché è impossibile stabilire quali di questi libri sono stati scritti proprio da Ippocrate. Il « giuramento di Ippocrate », per esempio, che gli studenti di medicina recitano ancora al momento di ricevere la laurea, non è stato certo composto da lui e venne probabilmente composto circa sei secoli dopo la sua morte. D'altra parte uno dei più antichi scritti ippocratici tratta dell'epilessia, e può benissimo essere stato scritto da Ippocrate stesso. In questo caso si tratta di un ottimo esempio dell'ingresso del razionalismo nella biologia.
L'epilessia è una disfunzione del cervello (non ancora completamente conosciuta) per cui risulta turbato il normale controllo del cervello sul corpo. Nelle forme più blande la vittima può interpretare erroneamente le impressioni sensoriali e quindi soffrire di allucinazioni. Nelle forme più spettacolari si perde improvvisamente il controllo dei muscoli: l'epilettico cade a terra e grida contorcendosi spasmodicamente, e talvolta può autolesionarsi gravemente.
L'attacco epilettico non dura a lungo, ma è uno spettacolo spaventoso a vedersi. Per gli spettatori che non capiscono le complessità del sistema nervoso è fin troppo facile convincersi che se una persona si muove indipendentemente dalla propria volontà e in modo tale da farsi del male, lo fa perché qualche forza soprannaturale si è impadronita del suo corpo. L'epilettico è « posseduto », e la malattia è il « morbo sacro », perché vi sono coinvolti degli esseri soprannaturali.
Nel libro Sul morbo sacro scritto verso il 400 a.C., forse dallo stesso Ippocrate, questa opinione viene aspramente combattuta. Ippocrate scsteneva che era inutile, in genere, attribuire cause divine alle malattie, e che non c'era motivo di considerare un'eccezione proprio l'epilessia. Come tutte le altre malattie, l'epilessia aveva una causa naturale e una cura razionale. Il fatto che la causa fosse sconosciuta e la cura incerta non toglieva validità al principio.
L'intera scienza moderna non è in grado di fornire una concezione migliore e se si volesse insistere per indicare l'origine della scienza della biologia con una data, un uomo e un libro, non sarebbe sbagliato scegliere come data il 400 a.C., come uomo Ippocrate e come libro Sul morbo sacro.
Atene
La biologia greca e, invero, la scienza antica in genere culminarono, si può dire, con Aristotele (384-322 a.C.), che nacque nella Grecia settentrionale e fu maestro di Alessandro il Grande durante la giovinezza di quest'ultimo. Tuttavia Aristotele raggiunse la grandezza nella mezza età, quando fondò e insegnò al celebre Liceo di Atene. Aristotele fu il più versatile e completo dei filosofi greci: scrisse su quasi tutti gli argomenti, dalla fisica alla letteratura, dalla politica alla biologia. Nelle epoche successive i suoi scritti di fisica, che trattavano principalmente della struttura e del funzionamento dell'universo inanimato, furono i più famosi: eppure, come dimostrarono i fatti, erano quasi completamente errati.
D'altra parte il suo primo amore intellettuale, e quello che gli fu più caro, fu la biologia e in particolare lo studio delle creature marine. Inoltre furono i testi biologici di Aristotele a rivelarsi i migliori dei suoi scritti scientifici; eppure proprio essi furono i meno apprezzati nelle epoche successive.
Aristotele studiò con cura e attenzione l'aspetto e le abitudini delle creature (in questo consiste lo studio della storia naturale) e così facendo elencò circa cinquecento tipi o « specie » di animali, che differenziò tra loro. L'elenco in sé sarebbe insignificante, ma Aristotele si spinse più avanti: si rese conto che i diversi animali potevano essere raggruppati irn categorie e che la divisione in gruppi non era necessariamente semplice e facile. Per esempio, è facile dividere gli animali terrestri in quadrupedi, in creature alate e piumate (uccelli) ed in una miscellanea residua (« vermicaio », da vermis, « verme » in latino). Si potrebbero infine riunire tutte le creature marine sotto la voce « pesci ». Una volta fatto questo, tuttavia, non è sempre facile stabilire a quale categoria vada assegnato un dato animale.
Le accurate osservazioni di Aristotele sul delfino, per esempio, dimostrarono chiaramente che, sebbene si trattasse di una creatura simile ai pesci sia per l'aspetto che per il suo habitat, sotto molti e importanti punti di vista il delfino era molto diverso dai pesci. Il delfino aveva i polmoni e respirava aria: pertanto a differenza dei pesci, rimanendo sommerso sarebbe morto annegato. Il delfino aveva sangue caldo e non freddo come i pesci, e quel che più importa partoriva piccoli vivi, che venivano alimentati prima della nascita da una placenta. Sotto tutti questi punti di vista il delfino assomigliava agli animali pelosi e a sangue caldo della terraferma. Queste somiglianze, secondo Aristotele, erano sufficienti a far sì che i cetacei (le balene, i delfini e i marsuini) venissero raggruppati insieme agli animali della terraferma e non ai pesci del mare. In questo Aristotele precorreva i tempi di duemila anni, perché per tutta l'antichità e il medioevo i cetacei continuarono a essere raggruppati insieme ai pesci. Aristotele fu molto moderno anche nella sua suddivisione dei pesci a squame in due gruppi: quelli a scheletro osseo e quelli (come i pescicani) a scheletro cartilagineo. Anche questo corrisponde alla concezione moderna.
Nel raggruppare gli animali e nel confrontarli con il resto dell'universo, la mente ordinata di Aristotele non poteva resistere alla tentazione di disporre tutto in ordine di complessità crescente. Nella concezione aristotelica la natura progredisce per fasi graduali fino all'uomo, che (è naturale che l'uomo la pensi così) sta al vertice del creato. Quindi si potrebbe dividere l'universo in quattro regni: il mondo inanimato del suolo, del mare e dell'aria; più in alto, il mondo delle piante; più in alto ancora il mondo degli animali; e al vertice il mondo dell'uomo. Il mondo inanimato esiste; il mondo animato non solo esiste, ma si riproduce; il mondo animale non solo esiste e si riproduce, ma in più si muove; e l'uomo non solo esiste, si riproduce e si muove, ma è anche capace di ragionare.
Inoltre, all'interno di ciascun mondo ci sono ulteriori suddivisioni. Le piante si possono dividere in piante semplici e complesse. Gli animali si possono dividere a seconda che siano dotati di sangue rosso oppure no. Gli animali privi di sangue rosso comprendono, in ordine di complessità crescente, le spugne, i molluschi, gli insetti, i crostacei e i cefalopodi (secondo Aristotele). Gli animali a sangue rosso si trovano più in alto sulla scala e comprendono pesci, rettili, uccelli e mammiferi.
Aristotele si rese conto che in questa « scala della vita » non esistevano confini rigidi e che era impossibile stabilire con esattezza in quale gruppo andava collocata ogni singola specie. Poteva sembrare, per esempio, che piante semplicissime fossero quasi prive di qualsiasi attributo della vita e animali molto semplici (le spugne, per esempio) fossero simili alle piante, e così via.
In nessuna delle sue opere Aristotele mostra di credere che una forma di vita possa lentamente trasformarsi in un'altra; che una creatura situata in alto nella scala possa discendere da una creatura inferiore. È questo concetto che fornisce la chiave delle moderne teorie sull'evoluzione e
Aristotele non era un evoluzionista. Tuttavia la compilazione di una scala della vita avviò inevitabilmente un processo di ragionamento destinato a condurre, a suo tempo, al concetto di evoluzione.
Aristotele è il fondatore della zoologia (lo studio degli animali), e per quanto si può giudicare dai suoi scritti superstiti, si curò poco delle piante. Tuttavia, dopo la morte di Aristotele la direzione della sua scuola passò al suo discepolo Teofrasto (380 ca. - 287 a.C. ), il quale colmò la lacuna lasciata dal suo maestro. Teofrasto fondò la botanica (lo studio delle piante) e nelle sue opere descrisse accuratamente circa cinquecento specie di piante.
Alessandria
Dopo Alessandro il Grande e la sua conquista dell'Impero persiano, la cultura greca si diffuse rapidamente nel mondo mediterraneo. L'Egitto cadde sotto il dominio dei Tolomei (discendenti di uno dei generali di Alessandro) e molti Greci accorsero nella capitale fondata da poco, Alessandria, dove i primi Tolomei fondarono e sostennero il Museo, l'istituzione dell'antichità che più si avvicinava alla moderna università. Gli studiosi di Alessandria sono famosi per le loro ricerche di matematica, astronomia, geografia e fisica. La biologia alessandrina è meno importante, eppure conta almeno due nomi di prim'ordine. Si tratta di Erofilo (300 a.C.) e del suo allievo Erasistrato (250 a.C.).
In epoca cristiana essi furono accusati di aver sezionato il corpo umano in pubblico per insegnare l'anatomia. E probabile che non lo abbiano fatto, il che è un peccato. Erofilo fu il primo a interessarsi adeguatamente al cervello, da lui considerato sede dell'intelletto. (Alcmeone e Ippocrate avevano condiviso questa convinzione, a differenza di Aristotele, il quale era persuaso che il cervello non fosse altro che un organo destinato al raffreddamento del sangue.) Erofilo riuscì a distinguere tra nervi sensori (quelli che ricevono le sensazioni) e nervi motori (quelli che inducono i movimenti dei muscoli); distinse anche tra arterie e vene, osservando che le prime pulsavano e le seconde no. Descrisse poi il fegato e la milza, la retina dell'occhio e la prima porzione dell'intestino tenue (che ora chiamiamo « duodeno »). Descrisse inoltre le ovaie e gli organi annessi della femmina e la prostata del maschio. Erasistrato approfondì lo studio del cervello, facendo notare la divisione di questo organo nel cerebrum, più grande e nel cerebellum, più piccolo. Osservò in particolare l'aspetto rugoso (le « circonvoluzioni ») del cervello e constatò che esse erano più pronunciate nell'uomo che non negli altri animali. Egli collegò quindi le circonvoluzioni all'intelligenza.

Dopo un inizio così promettente è un peccato che la scuola di biologia alessandrina si sia insabbiata, ma le cose andarono proprio così.
In realtà, dopo il 200 circa a.C., tutta la scienza greca cominciò a estinguersi. Il suo splendore era durato quattro secoli, ma nelle loro continue guerre intestine i Greci avevano sprecato sfrenatamente le loro energie e la loro prosperità. La Grecia cadde sotto la dominazione macedone e poi sotto quella romana. L'interesse degli studiosi greci si rivolgeva sempre più verso lo studio della retorica, dell'etica, della filosofia morale e si allontanava dalla filosofia naturale, dallo studio razionale della natura che era nato nella Ionia.
La biologia fu particolarmente danneggiata, perché, naturalmente, la vita era considerata più sacra dell'universo inanimato e quindi meno adatta come oggetto di studio razionalistico. A molti la dissezione del corpo umano sembrava assolutamente illecita e quindi essa non fu praticata affatto o, se lo fu, venne presto soppressa, prima dall'opinione pubblica e poi dalla legge. In alcuni casi l'opposizione alla dissezione nasceva dalla convinzione religiosa (degli Egiziani, per esempio) che l'integrità del corpo fosse necessaria per godere adeguatamente la vita ultraterrena. Per altri, come gli Ebrei e più tardi i Cristiani, la dissezione era sacrilega, perché il corpo umano era stato creato a immagine e somiglianza di Dio, e quindi era sacro.
Roma
Avvenne quindi che i secoli durante i quali Roma dominò il mondo mediterraneo rappresentassero una lunga interruzione nel progresso della biologia. Sembrava che gli studiosi si accontentassero di raccogliere e conservare le scoperte del passato, e di diffonderle tra il pubblico romano. Così Aulo Cornelio Celso (30 d.C.) riunì le conoscenze dei Greci in una specie di corso di storia della scienza. I suoi capitoli sulla medicina ci sono pervenuti e furono letti dagli europei del principio dell'età moderna. Così Celso divenne, come medico, più celebre di quanto in realtà meritasse.
L'ampliarsi dei confini territoriali dovuto alle conquiste romane diede agli studiosi la possibilità di raccogliere piante e animali di regioni sconosciute agli antichi Greci. Un medico greco in servizio negli eserciti romani, Dioscoride (60 d.C.), superò Teofrasto e descrisse seicento specie di piante. Dedicò particolare attenzione alle loro proprietà medicinali, e potrebbe quindi considerarsi uno dei fondatori della farmacologia (lo studio dei farmaci e delle medicine).
Anche nelle scienze naturali, tuttavia, l'enciclopedismo ebbe il sopravvento. Nella storia naturale il nome romano più famoso è quello di Caio Plinio Secondo (23-79 d.C.), detto generalmente Plinio il Vecchio, il quale scrisse un'enciclopedia in 37 volumi in cui riassunse tutto ciò che era riuscito a trovare sulla storia naturale nei testi degli antichi autori. Era quasi tutto materiale « di seconda mano » tratto dai libri altrui, e non sempre Plinio distingueva tra il verosimile e l'inverosimile cosicché, sebbene la sua opera contenga una considerevole quantità di nozioni (per lo più tratte da Aristotele), essa comprende anche una generosa porzione di superstizione e di storie incredibili (provenienti da tutte le altre fonti).
Inoltre Plinio rappresenta la fuga dal razionalismo del suo tempo. Nell'occuparsi delle varie specie di piante e di animali, egli si preoccupa molto della funzione di ciascuna di esse nei confronti dell'uomo. Secondo lui nulla esiste per se stesso, ma solo come alimento per l'uomo, o come fonte di farmaci, o come pericolo destinato a temprare i muscoli e il carattere dell'uomo, o (in mancanza d'altro) come insegnamento morale. Questo era un punto di vista condiviso dai primi Cristiani e ciò, insieme all'interesse intrinseco delle sue fantasie, spiega in parte perché i volumi di Plinio siano pervenuti fino all'epoca moderna.
L'ultimo vero biologo del mondo antico fu Galeno (130 ca.-200 ca. d.C. ), un medico greco nato in Asia Minore, che esercitava a Roma. Aveva trascorso i suoi primi anni come chirurgo dell'arena dei gladiatori, il che indubbiamente gli diede la possibilità di fare alcune osservazioni estemporanee sull'anatomia umana. Tuttavia, sebbene a quei tempi non si trovasse alcunché di disdicevole nei giochi crudeli e sanguinari dei gladiatori destinati agli svaghi perversi della plebe, si continuava a condannare la dissezione dei cadaveri per scopi scientifici. Gli studi anatomici di Galeno dovettero basarsi principalmente sulla dissezione di cani, pecore, e altri animali. Quando ne aveva la possibilità, Galeno sezionava le scimmie, perché si rendeva conto della loro somiglianza con l'uomo.
Galeno descrisse molte delle sue osservazioni ed elaborò teorie particolareggiate sulla funzione dei vari organi del corpo umano. Il fatto che gli sia stata negata la possibilità di studiare il corpo umano dal vero e che non disponesse di strumenti moderni spiega perché la maggior parte delle sue teorie non corrispondano a quelle accettate come valide al giorno d'oggi. Galeno non era cristiano, ma credeva fermamente nell'esistenza di un unico Dio.
Inoltre, come Plinio, era convinto che tutto fosse stato creato per uno scopo, cosicché trovò tracce dell'opera di Dio in tutte le parti del corpo. Questo concordava con le concezioni cristiane che si andavano diffondendo e contribuisce a spiegare la popolarità di Galeno nei secoli successivi.

Capitolo 2     La biologia medievale
L'« evo oscuro »
Negli ultimi tempi dell'Impero Romano il cristianesimo divenne la religione predominante. Quando l'Impero (o la sua parte occidentale) fu travolto dall'invasione delle tribù germaniche, anch'esse furono convertite al cristianesimo.
Non fu il cristianesimo a sopprimere la scienza greca, poiché questa si era indebolita fino quasi a estinguersi quando il cristianesimo non era che una setta sconosciuta, e anzi aveva dato segni di grave malattia molto prima della nascita di Cristo. Tuttavia il predominio del cristianesimo ostacolò, per molti secoli, la rinascita della scienza. La concezione cristiana era completamente all'opposto di quella dei filosofi ionici. Per la mentalità cristiana il mondo importante non era quello dei sensi, ma la « città di Dio » che si poteva raggiungere soltanto per mezzo della rivelazione e avendo come uniche guide sicure la Bibbia e gli scritti dei padri della Chiesa e l'ispirazione della Chiesa stessa.
La fede nell'esistenza di una legge naturale costante e immutabile fu sostituita dalla fede in un mondo continuamente soggetto ai miracolosi interventi di Dio impetrati dai Suoi santi. In realtà alcuni ritenevano perfino che lo studio delle cose del mondo fosse una macchinazione diabolica destinata a distrarre il cristiano dalla doverosa cura per le cose dello spirito. La scienza conservò tuttavia un debole chiarore in mezzo alle tenebre del cosiddetto « evo oscuro ». Qualche studioso lottava per tener viva la scienza profana. Per esempio, l'inglese Beda (673-735) conservò tutti i testi antichi che riuscì a trovare; siccome però si trattava, in massima parte, di frammenti di Plinio, ciò che conservò non era molto progredito.
In realtà forse la luce si sarebbe anche spenta del tutto, se non fosse stato per gli Arabi. Gli Arabi abbracciarono l'Islam, una religione ancora più nuova del cristianesimo, predicata da Maometto nel settimo secolo e, slanciatisi fuori dalla loro penisola arida, invasero l'Asia sud-occidentale e l'Africa settentrionale. Nel 730, un secolo dopo Maometto, gli uomini dell'Islam, i musulmani, erano già alle porte di Costantinopoli a oriente, e ai confini della Francia a. occidente.
Dal punto di vista militare e culturale gli Arabi sembrarono un flagello e un pericolo terribile per l'Europa cristiana, ma dal punto di vista intellettuale si dimostrarono a lungo andare un vantaggio. Come i Romani, gli Arabi non erano di per sé dei grandi innovatori scientifici, tuttavia scoprirono le opere di uomini come Aristotele e Galeno, le tradussero in arabo, le conservarono, le studiarono e le commentarono. Il più importante dei biologi musulmani fu il medico persiano abu-'Ali al-Husayn ibn-Sina, noto comunemente come Avicenna (980-1037), forma latinizzata dell'ultima parte del suo nome. Avicenna scrisse numerosi libri basati sulle teorie mediche di Ippocrate e sul materiale raccolto nei libri di Celso.
Verso quell'epoca tuttavia la marea araba aveva cominciato a calare, almeno nell'Europa occidentale. Gli eserciti cristiani avevano riconquistato la Sicilia, che per un paio di secoli era stata dominata dai musulmani, e stavano riconquistando la Spagna. Verso la fine dell'undicesimo secolo gli eserciti dell'Europa occidentale cominciarono a invadere il vicino Oriente nel corso delle Crociate.
I contatti con i musulmani contribuirono a dimostrare agli Europei che la cultura del nemico non era semplicemente opera del demonio, ma sotto certi punti di vista era più progredita e raffinata del modo di vivere europeo. Gli studiosi europei cominciarono a ricercare la scienza musulmana, e fiorirono i programmi di traduzione di testi scientifici arabi. Lavorando nella Spagna da poco riconquistata, dove si poteva contare sull'aiuto di dotti musulmani, lo studioso italiano Gerardo da Cremona (1114-87) tradusse in latino le opere di Ippocrate e di Galeno, oltre a parte delle opere di Arístotele.
Uno di coloro che si innamorarono dell'Aristotele appena riscoperto fu un dotto tedesco, Alberto Magno (1206-80). Il suo insegnamento e i suoi scritti furono quasi interamente aristotelici e contribuirono a gettare di nuovo le fondamenta di scienza greca sulla quale, finalmente, si sarebbe potuto costruire qualcosa di nuovo.
Uno dei discepoli di Alberto Magno fu il filosofo italiano Tommaso d'Aquino (1225 ca. - 74), il quale si sforzò di conciliare la filosofia aristotelica con la fede cristiana e, nel complesso, vi riuscì. Tommaso d'Aquino era un razionalista nel senso che era convinto che la mente raziocinante fosse stata creata da Dio, come il resto dell'universo, e che con il vero ragionamento l'uomo non avrebbe potuto pervenire a conclusioni in contrasto con l'insegnamento cristiano. Pertanto la ragione non era perversa o nociva.
La scena era quindi pronta per una rinascita del razionalismo.
Il Rinascimento
La pratica della dissezione fu fatta rivivere in Italia verso la fine del Medioevo. La pratica era ancora in disgrazia, ma a Bologna c'era un'importante facoltà di legge e accadeva frequentemente che l'autopsia fosse il mezzo migliore per risolvere le questioni legali relative alla causa della morte. Quando questo procedimento cominciò ad apparire giustificato, non ci volle molto per passare all'uso della dissezione nell'insegnamento della medicina. (Sia Bologna che Salerno erano celebri a quell'epoca per le loro scuole mediche.)
La rinascita della dissezione non aprì subito nuove strade alla biologia. In principio lo scopo principale era quello di illustrare le opere di Galeno e di Avicenna. Il docente vero e proprio era un dotto studioso che aveva studiato i libri, ma era convinto che la dissezione in sé fosse un lavoro indecoroso degno appena di essere affidato a un subordinato. Il docente faceva lezione, ma non si curava di controllare se il suo insegnamento concordava con i fatti, mentre il subordinato (che non era un dotto) si preoccupava soltanto di evitare di offendere il professore. Si perpetuavano così gli errori più grossolani, e alcune caratteristiche che Galeno aveva scoperto negli animali e pertanto supponeva presenti anche nell'uomo furono « scoperte » ripetutamente anche nel corpo umano, sebbene in realtà l'uomo ne fosse privo.
Un'eccezione a questa dolorosa situazione è rappresentata dallo studioso Mondino de' Liuzzi (1275-1326) il quale, alla facoltà di medicina di Bologna, sezionava personalmente i cadaveri e nel 1316 scrisse il primo libro dedicato interamente all'anatomia. È quindi noto come il « restauratore dell'anatomia ». Ma si trattò di una falsa partenza: Mondino non aveva il coraggio di rompere definitivamente con gli errori del passato e alcune delle sue descrizioni si dovettero basare sulle testimonianze dei vecchi testi invece che su quella dei suoi occhi. Inoltre dopo di lui ritornò in vigore l'usanza di far eseguire la dissezione a un subordinato.
Al di fuori del regno della scienza vera e propria, tuttavia, in Italia andavano prendendo vigore nuovi motivi per lo studio della biologia. Il periodo della rinascita del sapere (dovuta in parte alla riscoperta degli antichi testi e in parte a un fermento naturale della stessa cultura europea) prende il nome di Rinascimento.
Durante il Rinascimento si sviluppò rapidamente un nuovo naturalismo nell'arte. I pittori impararono a applicare le leggi della prospettiva in modo che i quadri assumessero un aspetto tridimensionale. Fatto questo, si dedicò ogni sforzo al perfezionamento dell'imitazione della natura da parte dell'arte. Affinché la figura umana sembrasse vera, l'artista (se era completamente coscienzioso) doveva studiare non soltanto i contorni della pelle stessa, ma anche i contorni dei muscoli al di sotto della pelle, i nervi e i tendini e perfino la disposizione delle ossa. Gli artisti non potevano fare a meno, quindi, di diventare studiosi di anatomia dilettanti.
Il più celebre degli artisti-anatomici è forse Leonardo da Vinci (14521519), il quale sezionò sia uomini che animali. Rispetto ai comuni anatomici egli aveva il vantaggio di poter illustrare le sue scoperte con disegni di prima qualità. Leonardo studiò (e illustrò) la disposizione delle ossa e delle articolazioni, e nel far questo fu il primo a indicare accuratamente la somiglianza tra la disposizione delle ossa nella gamba dell'uomo e in quella del cavallo, nonostante le differenze superficiali. Era un esempio dell'« omologia », che sarebbe servito a riunire in gruppi compatti molti animali dall'aspetto esterno diverso e avrebbe contribuito a gettare nuove basi per le teorie dell'evoluzione. Leonardo studiò e illustrò il funzionamento dell'occhio e del cuore, e raffigurò anche la vita vegetale. Siccome gli interessava la possibilità di progettare una macchina che rendesse possibile il volo umano, studiò con molta attenzione gli uccelli, che disegnò durante il volo. Tuttavia conservò tutti i suoi appunti in quaderni scritti in cifra. I suoi contemporanei non erano al corrente del suo lavoro, che fu scoperto soltanto ín epoca moderna. Quindi Leonardo non influì sul progresso della scienza e merita una nota di biasimo per la sua egoistica accumulazione del sapere. Come l'anatomia, anche la storia naturale tornava lentamente alla vita.
Il quindicesimo secolo aveva visto spuntare in Europa l'era delle grandi scoperte geografiche, e navi europee seguivano le coste dell'Africa, si spingevano in India e verso le isole più lontane, scoprivano le Americhe.
Come era già successo dopo le conquiste dei Macedoni e dei Romani, la curiosità degli studiosi fu destata da specie nuove e sconosciute di piante e di animali.
Un botanico italiano, Prospero Alpini (1553-1617), medico al servizio del console veneziano al Cairo, in Egitto, ebbe qui la possibilità di studiare la palma da datteri e di rendersi conto che essa esisteva sia come maschio che come femmina. Teofrasto lo aveva scoperto quasi duemila anni prima, ma il fatto era stato dimenticato e l'asessualità delle piante era stata accettata. Inoltre Alpini fu il primo europeo a descrivere la pianta del caffè. La storia naturale nel Rinascimento raggiunse il massimo di prolificità con il naturalista svizzero Konrad von Gesner (1516-65), il quale era molto simile a Plinio per la varietà dei suoi interessi, per la sua curiosità universale, la sua tendenza alla credulità e la sua convinzione che bastasse accumulare una massa di brani di vecchi libri per arrivare alla scienza universale. Infatti lo si indica talvolta col nome di « Plinio tedesco ».
La transizione
Nei primi decenni del 1500 l'Europa era ormai uscita dalle tenebre e aveva raggiunto le posizioni della biologia greca (e, in realtà, della scienza greca in genere). Tuttavia non sarebbe stato possibile un ulteriore progresso, a meno che gli studiosi europei si fossero resi conto che i testi greci non erano che l'inizio e dovevano essere messi da parte, una volta assimilati, e non conservati e venerati fino al punto di trasformarli in prigioni per la mente. L'opera di Mondino è un esempio di quanto fosse difficile staccarsi dagli antichi e superarli.
Forse ci voleva proprio un fanfarone mezzo matto per dare un taglio netto e fungere da transizione vivente tra il passato e i tempi moderni. Quest'uomo fu il medico svizzero Theophrastus*  Bombastus von Hohenheim (1493-1541). Imparò la medicina da suo padre e siccome gli piaceva viaggiare e aveva una mente recettiva, nel corso dei suoi viaggi fece la conoscenza di moltissimi farmaci che i suoi contemporanei, che non si allontanavano da casa, non conoscevano, e si spacciò per medico meravigliosamente dotto.
* A quell'epoca la lingua dei dotti era il latino e molti studiosi adoperavano una versione latinizzata del proprio nome (N.d.R).
Gli interessava l'alchimia, che gli Europei avevano imparato dagli Arabi, i quali a loro volta l'avevano imparata dai Greci di Alessandria. Il comune alchimista era l'equivalente del chimico moderno (quando non era un imbroglione puro e semplice), ma i due obiettivi più sensazionali dell'alchimia erano chimere che non sarebbero mai state realizzate, almeno con i metodi alchimistici.
Gli alchimisti tentavano, in primo luogo, di trovare metodi per trasformare in oro i metalli vili, come il piombo. In secondo luogo cercavano la cosiddetta « pietra filosofale », una sostanza che alcuni consideravana mezzo per trasformare i metalli in oro, e altri ritenevano un rimedio universale, un elisir di lunga vita che forniva perfino la chiave dell'immortalità.
Secondo Hohenheim non aveva scopo cercare di produrre l'oro. Egli pensava che la vera funzione dell'alchimista fosse quella di aiutare il medico nella cura delle malattie. Per questo motivo egli concentrò i suoi sforzi sulla pietra filosofale, che sostenne di aver scoperto. (Non esitò ad asserire che, grazie a essa, egli sarebbe vissuto per sempre, ma - ahimè - morì prima dei cinquant'anni in seguito a una caduta.) Le tendenze alchimistiche di Hohenheim lo indussero a cercare i farmaci nei minerali (dal momento che i minerali erano la materia prima dell'alchimia) e a disprezzare le medicine vegetali che erano così popolari tra gli antichi.
Le opere di Celso erano state appena tradotte ed erano la bibbia dei medici europei, ma Hohenheim si fece chiamare « Paracelso » (« migliore di Celso »), e sotto questo nome vanaglorioso è noto alla posterità. Nel 1527 Paracelso era medico municipale a Basilea e per manifestare le sue opinioni nel modo più pubblico possibile bruciò alcune copie dei libri di Galeno e di Avicenna nella piazza principale della città. Di conseguenza, i suoi avversari conservatori in seno alla professione medica riuscirono a farlo allontanare dalla città, ma egli non si diede per vinto.
Paracelso non distrusse la scienza greca, e nemmeno la biologia greca, ma i suoi attacchi avevano richiamato l'attenzione degli studiosi. Le sue teorie personali non valevano molto più delle teorie greche contro cui sbraitava con tanta furia, ma a quel tempo l'iconoclastia era necessaria e preziosa di per se stessa. La sua clamorosa irriverenza nei confronti degli antichi non poteva fare a meno di scuotere i pilastri del pensiero ortodosso, e anche se la scienza greca conservò la propria presa soffocatrice sulla mente europea ancora per qualche tempo, la morsa si stava allentando sensibilmente.

Capitolo 3    La nascita della biologia moderna
La nuova anatomia
L'anno con il quale si indica generalmente l'inizio della cosiddetta « rivoluzione scientifica » è il 1543. In quest'anno Niccolò Copernico, un astronomo polacco, pubblicò un libro in cui era descritta una nuova concezione del sistema solare, nella quale il Sole era al centro e la Terra era un pianeta che percorreva un'orbita come tutti gli altri pianeti. Questo libro segnò l'inizio della fine dell'antica concezione greca dell'universo (in cui la Terra era al centro), anche se ci volle un secolo di lotte tenaci prima che la nuova concezione trionfasse completamente.
In quello stesso anno 1543 fu pubblicato un secondo libro, altrettanto rivoluzionario per le scienze biologiche di quanto si sarebbe rivelato, per le scienze fisiche, il libro di Copernico. Questo secondo libro era il De Corporis Humani Fabrica (« Della struttura del corpo umano »), e il suo autore era un anatomico belga di nome Andrea Vesalio (1514-64). Vesalio era stato educato nei Paesi Bassi secondo la rigida tradizione di Galeno, per il quale conservò sempre il massimo rispetto. Tuttavia, una volta completati gli studi, andò in Italia, dove si immerse in un'atmosfera intellettuale più liberale. Rimise in vigore la vecchia usanza di Mondino de' Liuzzi di sezionare personalmente i cadaveri, e non si lasciava influenzare dalle antiche concezioni greche quando queste non andavano d'accordo con ciò che vedeva con i suoi occhi.
Il libro che Vesalio pubblicò in seguito alle proprie osservazioni fu il primo testo accurato di anatomia umana che sia mai stato presentato al mondo. Rispetto ai libri precedenti era molto avvantaggiato sotto due punti di vista. Anzitutto il libro uscì dopo l'invenzione e l'applicazione pratica della stampa, cosicché poté essere diffuso in tutta Europa in migliaia di copie. In secondo luogo, era illustrato. Le illustrazioni erano eccezionalmente belle; molte erano state eseguite da Jan Stevenzoon van Calcar, un allievo di Tiziano. Il corpo umano era raffigurato in posizioni naturali e le illustrazioni dei muscoli erano particolarmente ben fatte.
La vita di Vesalio dopo la pubblicazione del libro fu infelice. Ad alcuni le sue opinioni sembravano eretiche e le sue dissezioni pubbliche, apertamente annunciate nel libro, erano certamente illegali. Fu costretto a fare un pellegrinaggio in Terra Santa e morì in un naufragio sulla via del ritorno.
Tuttavia la rivoluzione della biologia dovuta a Vesalio ebbe effetti più immediati della rivoluzione astronomica di Copernico. Il libro di Vesalio affermava qualcosa che non era incredibile (superficialmente) come il moto della nostra enorme Terra attraverso lo spazio. Esso anzi illustrava, in maniera attraente, la forma e la disposizione di organi che chiunque avrebbe potuto controllare di persona (sia pure sfidando l'autorità degli antichi) se si fosse preso il disturbo di farlo.	,
L'anatomia greca era superata e cominciava a svilupparsi una nuova anatomia italiana. Gabriello Falloppio, noto all'estero come Gabriel Fallopius (1523-62), era uno degli allievi di Vesalio e continuò secondo la nuova tradizione. Studiò l'apparato riproduttivo e descrisse i canali che conducono dall'ovaia all'utero e che si chiamano ancora trombe di Falloppio.
Un altro anatomico italiano, Bartolomeo Eustachio (1500 ca.-74) era avversario di Vesalio e sostenitore di Galeno, ma anche lui studiava Ll corpo umano e descriveva ciò che vedeva. Riscoperse il condotto di Alcmeone, che conduce dall'orecchio alla gola e attualmente è noto come « tromba di Eustachio ».
La ventata d'aria fresca che spirava attraverso l'anatomia si estese ad altri rami della biologia. La convinzione ippocratica che il medico dovesse avere la mano leggera era stata sostituita, nei secoli successivi, da sistemi veramente crudeli. In effetti si era arrivati a tal punto di grossolanità che al principio dell'epoca moderna la chirurgia non era più considerata affare del medico, ma veniva lasciata ai barbieri, i quali così tagliavano sia la carne che i capelli. I chirurghí-barbieri facevano molto affidamento sulle cure violente, forse perché erano deboli nella teoria. Le ferite da arma da fuoco venivano disinfettate con l'olio bollente e si arrestavano le emorragie cauterizzando i vasi sanguigni con un ferro rovente.
Il chirurgo francese Ambroise Paré (1517-90) contribuì a cambiare tutto ciò. Cominciò la vita come apprendista barbiere, si arruolò nell'esercito come chirurgo-barbiere e introdusse innovazioni sorprendenti. Si serviva di unguenti blandi (a temperatura ambiente) per le ferite da arma da fuoco e arrestava le emorragie legando le arterie. Ottenne risultati molto più favorevoli con una frazione infinitesimale delle sofferenze di una volta. È pertanto chiamato, a volte, « padre della chirurgia moderna ». Paré inventò anche degli ingegnosi arti artificiali, perfezionò i metodi ostetrici e scrisse dei riassunti in francese delle opere di Vesalio in modo che gli altri chirurghi-barbieri che non conoscevano il latino potessero farsi un'idea della struttura del corpo umano, prima di tagliar via alla cieca.
E non passò molto tempo prima che, come gli anatomici che avevano dovuto scendere dalla cattedra e mettersi a eseguire personalmente le dissezioni, anche i medici abbandonassero il proprio disprezzo accademico per abbassarsi a compiere operazioni.
La circolazione del sangue
Alquanto più complesso del problema dell'aspetto e disposizione degli organi costituenti il corpo, che è l'argomento dell'anatomia, è lo studio del funzionamento normale di questi organi, che costituisce la fisiologia. In fisiologia i Greci avevano fatto pochi progressi, e la maggior parte delle loro conclusioni erano sbagliate. In particolare si erano sbagliati sul funzionamento del cuore.
È chiaro che il cuore è una pompa, perché da esso schizza sangue. Ma da dove viene il sangue, e dove va? Il primo errore degli antichi medici greci consisté nel credere che gli unici vasi sanguigni fossero le vene. In genere nei cadaveri le arterie sono vuote e quindi si pensò che si trattasse di vasi percorsi dall'aria. (La stessa parola arteria deriva da parole greche che significano « condotto d'aria ».)
Erofilo tuttavia aveva dimostrato che sia le vene, sia le arterie, trasportavano sangue. Queste due reti di vasi sanguigni sono entrambe collegate al cuore e il problema si sarebbe risolto facilmente se si fosse trovato un collegamento tra vene e arterie alle loro estremità più lontane dal cuore. Tuttavia le più accurate ricerche anatomiche dimostravano che sia le vene che le arterie si suddividevano in vasi sempre più sottili, finché le ramificazioni diventavano talmente sottili da essere invisibili. Non si riusciva a trovare alcun collegamento tra di loro.
Galeno immaginò quindi che il sangue passasse da una serie di vasi all'altra, attraversando il cuore dalla metà destra alla sinistra. Per permettere il passaggio del sangue attraverso il cuore egli sostenne che dovevano esistere dei minuscoli forellini che attraversavano il grosso muscolo divisorio che separava il cuore a metà. Questi forellini non furono mai osservati, ma per diciassette secoli dopo la morte di Galeno i fisici e gli anatomici ne diedero per certa l'esistenza. (Soltanto perché lo aveva detto Galeno.)
Gli anatomici italiani della nuova era cominciarono a sospettare che questo non fosse vero, senza però avere il coraggio di dirlo chiaro e tondo. Per esempio Ieronimo Fabrizzi, o Fabricíus (1537-1619), scoprì che le vene più grosse erano munite di valvole. Egli le descrisse con precisione e ne mostrò il funzionamento. Erano disposte in modo tale che il sangue poteva scorrere attraverso di esse in direzione del cuore senza difficoltà, ma non poteva rifluire dal cuore senza essere fermato e bloccato dalle valvole.
La conclusione più semplice che si potesse trarre era che il sangue poteva scorrere nelle vene soltanto in una direzione, verso il cuore. Ma questo era in contrasto con la concezione del moto alternato di Galeno, e Fabrizzi osò soltanto avanzare l'ipotesi che le valvole rallentassero il riflusso del sangue (invece di impedirlo).
Ma Fabrizzi aveva un allievo, l'inglese William Harvey (1578-1657), che era di carattere più saldo. Dopo essere ritornato in Inghilterra, Harvey studiò il cuore e notò (come aveva fatto qualche anatomico prima di lui) che anche nel cuore c'erano valvole a senso unico. Il sangue poteva entrare nel cuore dalle vene, ma le valvole impedivano al sangue di ritornare nelle vene. Inoltre il sangue poteva uscire dal cuore attraverso le arterie, ma non poteva ritornare nel cuore a causa di un'altra serie di valvole unidirezionali. Quando Harvey interrompeva un'arteria, il tratto in direzione del cuore si gonfiava di sangue; quando interrompeva una vena si gonfiava il tratto più lontano dal cuore.
Tutto contribuiva a dimostrare che il sangue non aveva un movimento di flusso e riflusso, ma si muoveva sempre nello stesso senso. Il sangue scorreva dalle vene al cuore e dal cuore alle arterie; non tornava mai sui suoi passi.
Harvey calcolò inoltre che in un'ora il cuore pompava una quantità di sangue pari a tre volte il peso di un uomo. Sembrava inconcepibile che il sangue potesse formarsi e decomporsi di nuovo a una velocità simile. Quindi il sangue delle arterie doveva rientrare nelle vene in qualche punto al di fuori del cuore, per mezzo di vasi di collegamento troppo sottili per essere visibili. (Questi vasi invisibili non avevano niente da invidiare ai pori invisibili del muscolo cardiaco immaginati da Galeno. ) Una volta supposta l'esistenza di questi vasi di collegamento, era facile rendersi conto che il cuore continuava a pompare il medesimo sangue: vene-cuore-arterie-vene-cuore-arterie-vene-cuore-arterie... Così non c'era da stupirsi se in un'ora il cuore riusciva a pompare tre volte il peso di un uomo.
Nel 1628 Harvey pubblicò questa conclusione e le prove che la convalidavano in un libretto di appena settantadue pagine stampato in Olanda (e pieno di errori tipografici) sotto il titolo De Motu Cordis et Sanguinis (« Sui moti del cuore e del sangue »). Nonostante le dimensioni ridotte e l'aspetto miserevole, si trattava di un libro rivoluzionario che si adattava perfettamente ai tempi.
Erano i decenni in cui dall'Italia Galileo Galilei (1564-1642) andava diffondendo nella scienza il metodo sperimentale e, così facendo, distruggeva completamente il sistema della fisica aristotelica. L'opera di Harvey rappresentava la prima applicazione importante della nuova scienza sperimentale alla biologia, e con essa veniva distrutto il sistema della fisiologia di Galeno e si istituiva la fisiologia moderna. (I calcoli di Harvey sulla quantità di sangue pompata dal cuore rappresentarono la prima applicazione importante della matematica alla biologia.)
I medici della vecchia scuola inveirono aspramente contro Harvey, ma contro i fatti non c'era niente da fare. Durante la vecchiaia di Harvey, sebbene i vasi di collegamento tra le arterie e le vene non fossero stati ancora scoperti, la circolazione del sangue era ormai accettata dalla generalità dei biologi. L'Europa aveva così superato finalmente e definitivamente i confini della biologia greca.
La nuova teoria di Harvey scatenò una battaglia tra due concezioni opposte della vita, battaglia che ha riempito la storia della biologia moderna e non è cessata del tutto nemmeno ora.
Secondo una diffusa concezione della vita, gli oggetti animati sono considerati essenzialmente differenti dalla materia inanimata, cosicché non si può pretendere di imparare la natura della vita dallo studio degli oggetti inanimati. In poche parole, secondo questa concezione esistono due categorie distinte di leggi naturali: una per gli esseri animati e una per gli oggetti inanimati. Questa è la concezione « vitalistica ».
D'altra parte la vita può essere considerata estremamente specializzata, ma non fondamentalmente diversa dai sistemi a organizzazione meno complessa dell'universo inanimato. Purché gli sforzi e il tempo a disposizione siano sufficienti, gli studi sull'universo inanimato forniranno conoscenze tali da permettere di comprendere lo stesso organismo vivente che, secondo questa concezione, non è altro che una macchina incredibilmente complessa. Questa è la concezione « meccanicistica ».
La scoperta di Harvey segnò naturalmente un punto a favore della concezione meccanicistica. Il cuore poteva essere considerato una pompa e il flusso di sangue si comportava come si poteva prevedere che si comportasse un flusso di fluido inanimato. Se le cose stanno così, dove si va a finire? Non era possibile che il resto di un organismo vivente fosse semplicemente una serie di sistemi meccanici complicati e interconnessi? Il più importante filosofo dell'epoca, il francese René Descartes detto Cartesio (1596-1650), fu attirato dalla concezione del corpo come congegno meccanico.
Almeno nel caso dell'uomo, questa concezione si scontrava pericolosamente con le credenze generalmente accettate a quell'epoca e Cartesio si premurò di far notare che la macchina-corpo umano non comprendeva la mente e l'anima, ma soltanto la struttura fisica di tipo animale. Riguardo alla mente e all'anima egli si accontentava di rimanere vitalista. Cartesio avanzò l'ipotesi che il collegamento tra corpo e mente-anima avvenisse tramite un piccolo frammento di tessuto attaccato al cervello, la « ghiandola pineale ». Fu indotto a questa convinzione dall'impressione errata che soltanto gli esseri umani possedessero la ghiandola pineale. Si scoprì rapidamente che questo non era vero: in realtà in certi rettili primitivi la ghiandola pineale è molto più sviluppata che nell'uomo.
Quantunque fossero forse errate nei particolari, le teorie di Cartesio ebbero comunque grande influenza e vi furono fisiologi i quali cercarono di spingere la teoria meccanicistica fino ai dettagli più elaborati. Così il fisiologo Giovanni Alfonso Borelli (1608-79), in un libro comparso l'anno dopo la sua morte, analizzò l'azione dei muscoli trattando il complesso muscolo-osso come un sistema di leve. Questo metodo si dimostrò utile e i princìpi validi per le leve di legno valevano esattamente per le leve fatte di ossa e di muscoli. Borelli tentò di applicare principi meccanici analoghi ad altri organi, come i polmoni e lo stomaco, ma ebbe meno successo.
Gli inizi della biochimica
Naturalmente il corpo può essere concepito come una macchina, senza necessariamente considerarlo semplicemente un sistema di leve e di ingranaggi. La connessione puramente fisica dei componenti non è l'unico metodo per eseguire un lavoro: esiste, per esempio, l'azione chimica. Si può praticare un foro in un pezzo di metallo per mezzo di un martello e di un punzone, ma ci si potrebbe anche servire di un acido.
I primi esperimenti chimici sugli organismi viventi furono eseguiti da un alchimista fiammingo, Jan Baptista van Helmont (1577-1644), il quale era contemporaneo di Harvey. Van Helmont fece crescere un salice in una data quantità di terra e dimostrò che, dopo cinque anni, durante i quali era stata aggiunta soltanto acqua, il peso dell'albero era aumentato di 164 libbre, mentre il terreno aveva perso soltanto due once (1 libbra = 0,453 kg; 1 oncia = 28,3 g). Da ciò egli dedusse che l'albero non derivava la propria sostanza prevalentemente dal suolo (il che era esatto), bensì dall'acqua (il che era sbagliato, almeno in parte). Purtroppo van Helmont non prese in considerazione l'aria, il che fu un'ironia della sorte, poiché egli fu il primo a studiare le sostanze aeriformi. Inventò la parola « gas » e scoprì un vapore che chiamò spiritus sylvestris (« spirito del bosco »), il quale, come risultò in seguito, era il gas che noi chiamiamo anidride carbonica ed è in realtà la fonte principale di alimentazione delle piante.
I primi studi di van Helmont sulla chimica degli organismi viventi (oggi la chiamiamo biochimica) cominciarono a svilupparsi e a crescere per opera di altri. Uno dei primi appassionati fu Franz de la Boe (1614-72), noto generalmente come Francesco Silvio, forma latinizzata del suo nome. Egli spinse la concezione fino all'estremo di considerare il corpo un puro e semplice congegno chimico. Riteneva, per esempio, che la digestione fosse un processo chimico e che si svolgesse in modo abbastanza simile alle trasformazioni chimiche che si svolgono nella fermentazione. E questo risultò esatto.
Silvio supponeva anche che la salute del corpo dipendesse dal giusto equilibrio tra i suoi componenti chimici. Anche in questa ipotesi vi sono elementi di verità, quantunque lo stato delle conoscenze ai tempi di Silvio fosse troppo primitivo e non permettesse che i primi passi in questa direzione. Silvio non poté far altro che avanzare l'ipotesi che la malattia fosse espressione di sovrabbondanza o di deficienza di acido.
Il microscopio
Il grande punto debole nella teoria della circolazione di Harvey consisteva nel fatto che egli non poteva dimostrare che effettivamente le vene e le arterie si congiungessero. Egli poteva soltanto supporre che i collegamenti esistessero, ma fossero talmente piccoli da essere invisibili. Al momento della sua morte il problema era ancora in sospeso e tale sarebbe potuto rimanere per sempre se l'umanità avesse dovuto fare affidamento solo sull'occhio nudo. Fortunatamente le cose non andarono così.
Già dal tempo degli antichi si sapeva che gli specchi ricurvi e le sfere cave di vetro piene d'acqua avevano proprietà di ingrandimento. Nei primi decenni del diciassettesimo secolo si cominciò a fare esperimenti con le lenti per aumentare al massimo questo ingrandimento, sotto lo stimolo del grande successo in un altro strumento a lenti, il telescopio, utilizzato per la prima volta in astronomia da Galileo nel 1609.
Gradualmente entrarono nell'uso gli strumenti ingranditori o microscopi (da parole greche che significano « osservare ciò che è piccolo »). Per la prima volta il campo della biologia veniva ampliato e esteso da un congegno che portava la vista umana al di là del limite che altrimenti le sarebbe stato imposto. Esso permetteva ai naturalisti di descrivere i
piccoli organismi con una ricchezza di particolari che sarebbe stata impossibile senza di esso, e dava agli anatomici la possibilità di scoprire strutture che altrimenti sarebbero state invisibili.
Il naturalista olandese Jan Swammerdam (1637-80) passava molto del suo tempo osservando insetti al microscopio e producendo bellissimi disegni dei minuscoli particolari della loro anatomia. Egli scoprì anche che il sangue non era un liquido rosso uniforme, come appariva all'occhio, ma conteneva numerosi corpuscoli che gli davano il colore. (Ora sappiamo che si tratta dei globuli rossi del sangue.) Il botanico inglese Nehemiah Grew (1641-1712) studiò al microscopio le piante e in particolare i loro organi della riproduzione, e descrisse i singoli grani di polline da esse prodotti. Un anatomico olandese, Regnier de Graaf (1641-73), eseguì uno studio analogo sugli animali, studiando la struttura minuta dei testicoli e delle ovaie. Descrisse in particolare certe piccole strutture dell'ovaia che si chiamano ancora « follicoli di Graaf ».
Più sensazionale di tutte queste scoperte fu quella del fisiologo Marcello Malpighi (1628-94). Anch'egli studiava le piante e gli insetti, ma uno dei suoi primi lavori riguardava i polmoni delle rane, nei quali scoprì una rete complessa di vasi sanguigni, troppo piccoli per essere individuati separatamente, che erano collegati tra loro ovunque. Inoltre, risalendo il percorso di questi piccoli vasi, Malpighi scoprì che essi si riunivano da una parte nelle vene e dall'altra nelle arterie.
Le arterie e le vene erano quindi effettivamente collegate da una rete di vasi troppo sottili per essere visibili a occhio nudo, come aveva immaginato Harvey. Questi vasi microscopici furono battezzati « capillari » (dall'espressione latina che significa « simile a un capello », sebbene in realtà siano molto più sottili dei capelli). Questa scoperta, comunicata per la prima volta nel 1660, tre anni dopo la morte di Harvey, completò la teoria della circolazione del sangue.
Tuttavia non fu Malpighi il vero fondatore della microscopia, bensì un mercante olandese, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), per il quale la microscopia era semplicemente un passatempo, ma un passatempo al quale egli si dedicava anima e corpo.
I primi microscopisti, Malpighi compreso, avevano adoperato sistemi di lenti che - secondo la loro giusta ipotesi - avrebbero fornito un ingrandimento maggiore di quello ottenibile con una sola lente. Tuttavia le lenti utilizzate erano imperfette, poiché possedevano irregolarità superficiali e difetti interni. Se si cercava di ottenere un ingrandimento troppo forte, i particolari risultavano sfocati.
Van Leeuwenhoek, invece, si serviva di lenti singole, abbastanza minuscole da essere ricavate da pezzetti di vetro privi di difetti. Egli le levigava con cura meticolosa fino al punto di riuscire a ottenere un ingrandimento nitido fino a 200 volte. In alcuni casi le lenti non erano più grandi della capocchia di uno spillo, ma rispondevano perfettamente alle esigenze di van Leeuwenhoek.
Van Leeuwenhoek osservava tutto con le sue lenti e riuscì a descrivere i globuli rossi del sangue e i capillari con maggiore accuratezza e ricchezza di particolari che non gli scopritori originari Swammerdam e Malpighí. Van Leeuwenhoek vide addirittura il sangue in movimento attraverso i capillari della coda di un girino, cosicché vide in realtà quanto predetto dalla teoria di Harvey. Uno dei suoi assistenti fu il primo a vedere gli spermatozoi, i corpiccioli a forma di girino presenti nello sperma.
Più sensazionale di tutte, comunque, fu la scoperta fatta mentre osservava con la sua lente dell'acqua stagnante: l'esistenza di minuscole creature invisibili a occhio nudo che, tuttavia, sembravano possedere tutti gli attributi della vita. Questi animalculi (così li battezzò van Leeuwenhoek) sono noti attualmente come « protozoi », da un'espressione greca che significa « primi animali ». Risultò quindi evidente che esistevano non soltanto oggetti troppo piccoli per essere visibili a occhio nudo, ma anche oggetti viventi di questo tipo. Si spalancava così davanti allo sguardo attonito dell'uomo un nuovo ampio territorio biologico, e nasceva la microbiologia (lo studio degli organismi viventi troppo piccoli per essere visibili a occhio nudo).
Nel 1683 van Leeuwenhoek riuscì perfino a gettare un'occhiata fugace su creature considerevolmente più piccole dei protozoi. Le sue descrizioni sono, per forza di cose, vaghe, ma sembra del tutto sicuro che il suo fu il primo occhio della storia a vedere quelli che in seguito vennero chiamati « batteri ».
L'unica altra scoperta dell'epoca che regga il confronto con l'opera di van Leeuwenhoek, almeno per le conseguenze successive fu quella dello scienziato inglese Robert Hooke (1635-1703), il quale era affascinato dai microscopi e fu uno dei migliori tra i primi studiosi. Nel 1665 pubblicò un libro, Micrographia, nel quale si trovano alcuni dei più bei disegni di osservazioni microscopiche mai eseguiti. La più importante osservazione individuale era quella di una sottile fetta di sughero. Hooke notò che essa era costituita da una rete minuta di piccoli vani rettangolari, che egli battezzò « cellule » (da « cella », termine comune per indicare una piccola stanza), e in seguito questa scoperta avrebbe avuto importanti conseguenze.
Durante il diciottesimo secolo la microscopia languì, soprattutto perché lo strumento aveva raggiunto il limite della propria efficacia. Fu soltanto nel 1773, quasi un secolo dopo l'originaria osservazione di van Leeuwenhoek, che un microbiologo danese, Otto Friedrich Müller (1730-84), riuscì a vedere i batteri abbastanza bene per descriverne l'aspetto e le forme dei vari tipi.
Uno dei difetti dei primi microscopi consisteva nel fatto che le loro lenti scindevano la luce bianca nei colori che la costituiscono. Gli oggetti piccoli erano circondati da anelli di colore (« aberrazione cromatica ») che confondevano i particolari minuti. Verso il 1820, tuttavia, furono messi a punto dei « microscopi acromatici » che non producevano questi anelli colorati. Durante il diciannovesimo secolo, quindi, il microscopio fu in grado di aprire la strada verso nuovi sensazionali settori di progresso biologico.