Natura-cultura, genoma-epigenoma: qual è la relazione tra elementi all’apparenza distanti? L’analisi di questi binomi è stata condotta dal professore Alberto Piazza dell’Università degli Studi di Torino durante la conferenza tenutasi giovedì 24 ottobre 2019 nell’aula magna della Cavallerizza Reale di Torino, in occasione della quarta edizione del Forum Ferdinando Rossi. In primo piano nell’analisi di Piazza, appare il genoma: esso costituisce la memoria evolutiva della nostra specie, codificata nella doppia elica del DNA e soggetta a mutamenti lenti che permettono di ricostruire l’evoluzione genetica del genere umano. In questo caso, si parla di trasmissione verticale dell’informazione genetica, poiché la prole eredita direttamente dai genitori il genoma e le mutazioni avvenute in esso. Segue successivamente l’epigenoma, rappresentato da un insieme di piccole modifiche transitorie al DNA, capaci tuttavia di spegnere o accendere l’espressione dei geni su cui sono impresse, modificando in questo modo il loro prodotto proteico. La trasmissione dell’epigenoma, oltre che significativamente più rapida, è sia orizzontale sia verticale, in quanto le modifiche nell’espressione genica possono avvenire individualmente in seguito a determinati stimoli oppure vengono ereditate dai genitori. Dunque, come sottolineato dal professor Piazza, sussiste una stretta correlazione tra epigenoma e cultura poiché anche quest’ultima viene trasmessa ai propri figli in forma ereditaria e condivisa al tempo stesso con i propri pari.

Tramite lo studio di questi binomi, l’analisi di Piazza prosegue successivamente nel racconto della storia dell’Homo Sapiens a partire dall’emergere del genere Homo, 2 milioni di anni fa nell’Africa orientale subsahariana. Nello specifico, dai primi individui si sono evolute specie diverse, riscontrabili nella formazione del nostro albero filogenetico, fino all’arrivo dell’Homo Sapiens tra 200.000 e 150.000 anni fa. A partire da 83.000 anni fa, dall’Africa attraverso la penisola arabica, il genere Homo è migrato nei diversi continenti fino a colonizzare l’Europa 45.000 anni fa e il continente americano 25-30.000 anni dopo tramite lo stretto di Bering: gli studi sulle dinamiche migratorie delle popolazioni sono stati resi possibili dalla lentezza dei cambiamenti nei geni dell’uomo. Ma come è possibile conoscere questi spostamenti dalla sola lettura di una molecola? Le mutazioni nel DNA forniscono le differenze necessarie a distinguere le popolazioni studiate, ma sono i fenomeni di migrazione, deriva e selezione che rendono le popolazioni così disomogenee. Per esempio, la differenza genetica della popolazione africana dalle altre è maggiore in quanto essa ha subito un numero elevato di mutazioni non riscontrabili all’interno di altri gruppi etnici, per lo più a causa delle sue origini più antiche. Al contrario il continente europeo, soggetto sin dal principio a considerevoli flussi migratori, risulta ospitare una popolazione geneticamente più simile a quelle che abitano gli altri continenti.

Allo stesso tempo, come sottolinea il professor Piazza, esiste una storia parallela a quella appena definita: la storia della cultura umana, e in particolare della lingua. Ne “L’origine delle specie”, Charles Darwin sostiene che ogni popolazione umana potrebbe essere associata a una variante linguistica, benché i tempi di mutamento del linguaggio siano differenti da quelli relativi all’insorgenza di mutazioni nel DNA umano. Nonostante ciò, ammette Piazza, per molti linguisti è difficile supporre che ci sia stata una lingua unica all’origine di tutte le altre, come è invece stato per la specie umana. Infine, vi sono ulteriori cambiamenti culturali che hanno avuto un significativo apporto sull’evoluzione della genetica umana: tra di essi vi è l’agricoltura. Dallo studio di 200.000 marcatori, ovvero sequenze polimorfiche nel genoma dell’uomo che costituiscono le differenze genetiche tra le popolazioni, sul DNA di 3100 individui è stata riscontrata un’associazione tra la diffusione dell’agricoltura e la distribuzione genetica delle popolazioni. L’interconnessione tra cultura e genetica, un fenomeno identificato come darwinismo neuronale, è supportato anche dall’idea che i geni che si sono evoluti più recentemente siano per lo più relativi all’attività del sistema nervoso: ciò è dimostrato dal fatto che le mutazioni di questi geni sono spesso associate a malattie neurologiche. È dunque possibile immaginare che, così come il linguaggio e l’agricoltura, anche la scrittura e a seguire la stampa, le telecomunicazioni e le moderne tecnologie stiano inducendo una selezione sul nostro genoma, nonostante questa abbia avuto poco tempo per manifestarsi in termini evolutivi.

Tuttavia, molte delle differenze interindividuali che osserviamo nella nostra vita, come per esempio quelle che sussistono tra gemelli omozigoti, possono essere spiegate solo dalla genetica. C’è in particolare un episodio che ha scatenato la fantasia dei genetisti: la carestia dell’inverno del 1944 in Olanda. Il consumo giornaliero di calorie scese a 500 kcal e i bambini cresciuti in quel periodo svilupparono prevalentemente anemie e diabete, che furono riscontrate anche nella loro progenie a causa dell’ereditarietà di fattori genetici predisponenti. Successivamente, negli anni Ottanta fu dimostrato con esperimenti sui topi che se un individuo viene sottoposto a un odore spiacevole in associazione a uno shock elettrico, la sua prole manifesta paura quando esposta allo stesso odore, anche in assenza dello shock. Proprio in ambito neurofisiologico i cambiamenti epigenetici acquistano un particolare interesse che travalica l’ambito della ricerca biomedica. Secondo Erik Kandel, autore di “Principi di Neuroscienze”, così come i geni possono esercitare un controllo sulle funzioni del cervello, anche i comportamenti e i fattori sociali sono in grado di esercitare retroattivamente delle azioni sul cervello, modificando l’espressione dei geni e di conseguenza le funzioni cerebrali. Così il contributo della cultura si esprime in definitiva come contributo della natura.

Pietro Grignani