Tutto il DNA del mondo

Che il DNA umano sia lungo poco più di 3 miliardi di paia di basi è un fatto noto, almeno per biologi e genetisti. Ma a quali dimensioni arriveremmo se sommassimo il DNA di tutti gli organismi che vivono sul pianeta Terra, batteri e virus compresi? A questa domanda strana (ma non troppo) risponde un articolo pubblicato sulla rivista PLoS Biology e firmato da un gruppo di astrobiologi scozzesi: secondo i calcoli degli autori, il DNA totale della biosfera terrestre avrebbe circa 5 * 10^31 milioni di paia di basi, per un peso complessivo di 50 miliardi di tonnellate a loro volta contenuti in 2mila miliardi di tonnellate di biomassa.

Si tratta di stime, ovviamente, ma di stime piuttosto accurate. Il team guidato da Charles Cockell, professore di astrobiologia presso l’università di Edinburgo, ha preso in considerazione animali, piante, funghi, procarioti (come i batteri) e protisti (che includono amebe e alghe). Per ciascuno di questi gruppi, ha quindi esaminato la letteratura scientifica alla ricerca di stime circa le dimensioni medie del genoma, la biomassa totale, il numero di individui e il numero di cellule che compongono ciascun individuo. Il dato forse più impressionante è la quota di DNA assegnato alle piante: il 68% del DNA totale della biosfera terrestre sarebbe di origine vegetale. Notevole anche il contributo dei procarioti, che arrivano a superare il 30%. La stima totale a cui sono arrivati gli scozzesi è molto vicina a quelle che si ottengono con altri metodi molto diversi, ad esempio partendo dalla concentrazione di DNA stimata nelle acque o nei suoli, o considerando il carbonio organico totale presente sulla Terra. L’ordine di grandezza è lo stesso, a dimostrazione della bontà di questi calcoli. Certo non mancano le approssimazioni: ad esempio, gli autori considerano le dimensioni medie del genoma all’interno di ciascun gruppo, ma sappiamo che questo valore può variare di molto (una piantina di Arabidopsis ha un genoma di 130 milioni di paia di basi, mentre il frumento tenero supera i 17 miliardi). Tuttavia, data la complessità del problema e la scarsità di dati a disposizione, dubito si potesse fare di meglio. Se non altro è un punto di partenza.

Gli autori dello studio ritengono che questo numero rappresenti il contenuto di informazione della nostra biosfera, e suggeriscono di utilizzarlo per monitorare la biodiversità in diversi ecosistemi. Contare le specie non è sufficiente, dicono. Sarebbe un po’ come stimare l’informazione totale contenuta in Internet semplicemente contando i computer che ad essa sono collegati. Una quantificazione precisa della biodiversità dovrebbe includere anche il DNA totale della biosfera: una grande estinzione di massa come quella del Cretaceo, in cui perì il 75% delle specie, si tradurrebbe ad esempio in una brusca riduzione del DNA totale. Certo si tratta di un approccio interessante, purché siano chiari i suoi limiti: il contenuto di informazione del DNA non dipende solo dalle sue dimensioni, ma anche dai geni in esso contenuti e dalle interazioni che questi hanno fra loro. Il “peso” di una singola base di DNA può essere molto diverso a seconda del contesto in cui si trova: all’interno di un gene, ad esempio, conterà di più, perché una sua variazione potrebbe alterare la funzione di una proteina in modo anche drammatico. Ma al di là di questo, ciò che personalmente mi colpisce è un altro fatto: gli esseri umani sono una parte minuscola della biosfera, contribuendo per una piccola percentuale al DNA del gruppo degli animali, che a sua volta è a malapena visibile nel grafico a torta riportato più sopra. E tuttavia, a dispetto di ciò, la civiltà umana è riuscita in poco tempo a trasformare il Pianeta: abbiamo inventato l’agricoltura e costruito strade e città, abbiamo disboscato le foreste e inquinato gli oceani, abbiamo stampato libri e creato internet, abbiamo sconfitto malattie letali e ucciso milioni di nostri simili. Non siamo affatto l’apice dell’evoluzione, ma la nostra storia ci insegna che abbiamo comunque un enorme potere sulla natura che ci circonda. Saremo in grado di farne buon uso?