Anche le cellule nel loro piccolo “prendono decisioni”

Anche le cellule – alcune, almeno – plasmano e adattano i loro comportamenti sulla base delle informazioni raccolte. Lo testimonia un protozoo – un organismo unicellulare – a lungo studiato dagli scienziati, Stentor roeselii, che oggi conferma di essere “capace di decision making”. A rivelarlo è una ricerca, coordinata dal Dartmouth College e dall’Harvard Medical School, che ha riprodotto e confermato i risultati di un precedente lavoro, un esperimento storico per la biologia, svolto più di 100 anni fa. Lo studio è stato pubblicato su Current Biology.

Il primo esperimento nel 1906

Tutto inizia nel 1906, quando il biologo americano Herbert Spencer Jennings dimostrò che Stentor Roeselii assume un comportamento complesso, nonostante sia un organismo unicellulare. Lo scienziato descrisse nel suo lavoro le stesse quattro azioni (riposo, piegamento, contrazione e allontanamento) dell’organismo oggi confermate dai ricercatori nel paper su Current Biology (come mostrato nell’immagine a seguire). La novità assoluta dell’epoca (ma anche di oggi) riguarda il fatto che un organismo di questo genere, privo del sistema nervoso centrale, possieda un sofisticato sistema di rilievo degli stimoli esterni e sia capace di rispondere adeguatamente.

Agli inizi del Novecento il biologo mostrò che la risposta prima è attenuata e poi più marcata e che le azioni seguono la precisa sequenza indicata (piegamento – contrazione – allontanamento). Tanto grande fu la sorpresa che la questione ha aperto un dibattito scientifico molto più ampio sul tema del comportamento animale.

La smentita nel 1967

Successivamente non andò tutto liscio. Circa 50 anni dopo, nel 1967, un nuovo esperimento svolto con cellule non riuscì a riprodurre il il risultato di Jennings. La comunità scientifica accettò il nuovo studio anche se basato su una specie diversa da quella usata nel 1906 e il risultato di Jennings perse di valore. Per fare chiarezza, oggi, dopo altri 50 anni, gli scienziati hanno ripetuto ancora l’esperimento, stavolta con la specie originaria, S. Roeselii. E hanno confermato l’importante risultato di più di 100 anni fa che ci fa ripensare anche al concetto di comportamento associato ad una cellula.

S. Roeselii, l’esperimento di oggi

S. Roeselii è un piccolo (ma non piccolissimo) organismo unicellulare caratterizzato da una particolare forma allungata, simile a una tromba. Vive e può essere trovato tutt’oggi in alcune acque dolci anche se per gli autori rintracciarlo non è stato semplice e dopo una lunga ricerca negli stagni del Massachusetts se lo sono fatto spedire da un fornitore inglese a Manchester. Una volta ottenuta la stessa specie dell’esperimento di Jennings, i ricercatori hanno predisposto l’esperimento.

Con un sistema di micro-posizionamento molto preciso i ricercatori hanno sollecitato l’organismo con delle sostanze irritanti e hanno studiato il comportamento del protozoo. E con il microscopio hanno osservato, come mostrato nella sequenza, che sta fermo, si piega, si contrae e si allontana. Inoltre, dalle analisi svolte dagli scienziati il risultato conferma l’esistenza di una progressione nella reazione dell’organismo. Qui anche il video.

Il “decision-making” delle cellule

“Questo esperimento – commenta Jeremy Gunawardena, docente di biologia dei sistemi all’Istituto Blavatnik della Harvard Medical School e autore del paper – ci spinge a ripensare, a livello puramente speculativo, all’esistenza di qualche forma di cognizione cellulare, in cui singole cellule sono capaci di elaborare informazioni complesse e compiere decisioni in risposta”. I risultati mostrano che le cellule potrebbero essere più sofisticate di quanto pensiamo, prosegue l’autore. “Devono essere ‘intelligenti’ per capire cosa evitare, cosa mangiare e tutte le altre cose che un organismo deve fare per vivere”.

Riferimenti: Current Biology