Sospeso nel nulla: la chimica di un corpo nello spazio

Non me ne vogliano i tanti fisici che mi leggono. Lo so che il titolo di questo articolo contiene un errore da un punto di vista fisico. Lo spazio che ci circonda – o, meglio, lo spazio che circonda la Terra – non è “nulla”. Nello spazio – anche quello più profondo – c’è sempre “qualcosa”: radiazione, particelle rade, campi e così via di seguito. Ma il “nulla” a cui faccio riferimento evòca il mio senso di smarrimento quando con la fantasia mi spingo nelle navicelle spaziali ed immagino una passeggiata cosmica lontano da tutto e da tutti, solo con me stesso e con le mie paure.

L’ultimo viaggio senza ritorno

Al di là delle mie fantasie notturne, la domanda ha oggi una rilevanza concreta:  viviamo in un’era in cui l’idea di morire nello spazio ha smesso di essere un’esclusiva della fantascienza. Tra missioni lunari, futuri viaggi verso Marte e l’orizzonte delle stelle, la presenza umana oltre l’atmosfera è ormai una realtà.

Ma cosa accadrebbe se un corpo umano venisse accidentalmente esposto al vuoto cosmico, senza tuta e senza navicella?

La risposta della chimica e della fisica vi sorprenderà, soprattutto se siete abituati ai cliché di Hollywood: niente esplosioni spettacolari, niente sangue che gela in un millisecondo. E, soprattutto, niente decomposizione. Per capire il perché, dobbiamo fare un piccolo passo indietro e ricordare come funziona la putrefazione qui sulla Terra.

I tre ingredienti della putrefazione (che nello spazio non esistono)

Sulla Terra, un corpo abbandonato segue un copione biologico e chimico molto preciso, guidato da fattori specifici:

  • I batteri aerobi: Hanno bisogno di ossigeno e iniziano immediatamente a consumare i tessuti superficiali.
  • I batteri anaerobi: Vivono nel nostro intestino e prendono il sopravvento non appena finisce l’ossigeno, producendo i classici gas maleodoranti.
  • L’acqua liquida: È il solvente universale, il mezzo essenziale che permette a questi microrganismi di muoversi, nutrirsi e moltiplicarsi.
  • Il calore: Una temperatura compresa tra 0 e 40°C agisce da catalizzatore, accelerando tutte le reazioni enzimatiche e biologiche.

Nel vuoto dello spazio, questo “kit biologico” viene completamente azzerato:

  • Ossigeno: non c’è.
  • Acqua liquida: Impossibile da mantenere; bolle all’istante o sublima, passando direttamente da solida a vapore.
  • Temperatura: Estrema e schizofrenica. Si passa da un calore torrido (+120°C se esposti direttamente al Sole) al gelo cosmico (-270°C all’ombra).
  • Pressione: Assente. In orbita terrestre il vuoto è già milioni di volte più rarefatto dell’atmosfera al suolo; nello spazio interstellare profondo la rarefazione arriva a livelli miliardi di volte superiori a quelli ottenibili nel miglior vuoto di laboratorio.

Il risultato? La decomposizione non ha nemmeno il tempo di iniziare: i batteri muoiono o entrano in uno stato di totale quiescenza.

Cronaca di un corpo nel vuoto: i primi minuti

Immaginiamo la scena: un corpo viene espulso da un’airlock senza alcuna protezione. Cosa succede timeline alla mano?

Da 0 a 15 secondi: La mancanza di pressione impedisce ai polmoni di scambiare gas, portando alla perdita di coscienza per mancanza di ossigeno al cervello in pochi secondi. Il decesso, però, non è istantaneo: se non si ripristina la pressione, sopraggiunge entro uno o due minuti.

Da 10 a 30 secondi: Qui la fisica si fa strana. Poiché la pressione è zero, l’acqua presente sulla superficie degli occhi, della bocca e nei polmoni inizia a bollire a temperatura corporea (sì, a pressione zero l’acqua bolle a 37°C!). Tuttavia, la pelle è estremamente elastica e resistente: il corpo non esplode. Si gonfia fino a raddoppiare il suo volume (un fenomeno noto come ebollizione dei fluidi tissutali).

Dopo qualche ora: Il congelamento non è istantaneo. Nel vuoto non c’è aria per rimuovere calore (manca la convezione) e non c’è contatto con superfici fredde (manca la conduzione). L’unico modo in cui il corpo può cedere calore è per irraggiamento, un processo molto lento. Ci vorranno diverse ore prima che inizi a ghiacciare, con la parte esposta al Sole letteralmente bruciata e quella all’ombra congelata.

Dopo giorni o settimane: Tutta l’acqua residua nei tessuti sublima lentamente verso il vuoto. Il corpo si trasforma in una mummia spaziale: secco, duro come il cuoio e completamente sterile.

La chimica del “silenzio biologico”

Niente vermi, niente produzione di gas, nessuna putrefazione. In termini scientifici, non parliamo di decomposizione ma di mummificazione o, ancora meglio, di liofilizzazione, l’esatto equivalente industriale del processo che usiamo per il caffè solubile o per preservare i vaccini.

Senza acqua a disposizione, i batteri intestinali si disidratano, morendo o rintanandosi sotto forma di spore resistenti (una sorta di ibernazione). I funghi e i lieviti non trovano un briciolo di umidità per sopravvivere. Persino gli enzimi autolitici, quelli che normalmente darebbero il via all’autodigestione cellulare subito dopo la morte, restano letteralmente a secco e si bloccano. Il corpo resta così intatto e riconoscibile, simile a una statua di cera essiccata.

Gli unici veri agenti di degradazione nello spazio non sono biologici, ma fisici:

Micrometeoriti: Piccolissimi frammenti che si comportano come un abrasivo cosmico, erodendo la superficie del corpo millimetro dopo millimetro.

Radiazioni UV: Se il corpo si trova vicino a una stella, i raggi ultravioletti spezzano i legami delle molecole organiche, riducendo la pelle a un residuo carbonioso. Diventa a tutti gli effetti un cadavere tostato e liofilizzato.

Radiazioni ionizzanti: I raggi cosmici distruggono i filamenti di DNA e le proteine ma, anziché far marcire il corpo, lo sterilizzano ulteriormente.

Due destini opposti: Dove sta viaggiando il corpo?

Il destino finale della nostra mummia cosmica dipende tutto dalla sua posizione nella mappa galattica:

Condizione ambientale Vicino a una stella (es. Orbita terrestre) Spazio interstellare profondo
Temperatura Altalenante: da -100°C a +120°C a seconda dell’esposizione Costante a -270°C (appena sopra lo zero assoluto)
Effetto principale Radiazioni UV distruttive + continui shock termici Congelamento permanente e totale
Aspetto finale Pelle carbonizzata e secca, destinata a diventare polvere Una “statua” perfettamente conservata, come in un criostato
Tempo di conservazione Migliaia di anni (fino alla completa polverizzazione) Miliardi di anni (esposta solo alla lenta erosione dei micrometeoriti)

E se il corpo fosse protetto? Il fattore tuta o navicella

Cosa cambierebbe se il corpo non fosse nudo nel vuoto, ma protetto?

Dentro una navicella pressurizzata (es. la ISS): In questo caso la decomposizione seguirebbe il suo corso naturale, ma con risvolti decisamente bizzarri a causa della microgravità. Senza gravità i liquidi biologici non drenano verso il basso e i gas si accumulano in bolle sparse all’interno dei tessuti. Il risultato sarebbe un disordinato e indescrivibile incubo igienico e olfattivo.

Dentro una tuta spaziale integra (con ossigeno residuo): Per i primi giorni si assisterebbe a una parziale decomposizione anaerobica. Successivamente, consumato l’ossigeno, l’umidità interna inizierebbe a condensarsi e i batteri morirebbero per auto-avvelenamento o mancanza di risorse, trasformando comunque il corpo in una mummia sigillata nel suo guscio ipertecnologico.

Conclusione: L’eterno silenzio biologico

La decomposizione, che sulla Terra associamo all’idea di fine e decadimento, è in realtà un sofisticato e brulicante miracolo biologico che richiede condizioni chimico-fisiche precisissime: aria, acqua liquida e temperature miti.

Nel vuoto dello spazio, questo motore biologico si spegne. Un corpo umano non marcisce, non produce odori, non si dissolve. Diventa un manufatto secco, immobile, quasi eterno — una mummia cosmica.

Una testimonianza muta e affascinante del fatto che la vita, persino nel suo atto finale, ha bisogno di quel sottile, fragile strato di atmosfera che abbiamo la fortuna di chiamare casa.

Per approfondire

KILLER IN DISPENSA – Analisi biochimica degli alimenti insospettabili – Episodio #01

Iniziamo una nuova serie di articoli, un reportage chimico, analizzando la chimica e la tossicologia di alcuni veleni (mi perdoneranno i tossicologi veri se uso termini inappropriati, ma d’uso comune nel linguaggio popolare) che si trovano molto frequentemente nelle nostre dispense. L’intento è quello di far capire ai soliti chimici della domenica – si, quelli che pensano che naturale=buono, quelli che dicono che si può vivere senza chimica – SIC – sì, proprio quelli che pensano di essere figherrimi e che gli alimenti bianchi siano il male – che sarebbe meglio che lasciassero la chimica a chi ne capisce e continuassero ad occuparsi delle cose di cui sono esperti. Questo reportage è anche per quei colleghi – sensu lato – che inseguono mode alimentari senza rendersi conto che dicono caterve di fesserie.

Cominciamo!

Identikit di un Sospettato

In questo primo appuntamento con la nostra rubrica di tossicologia alimentare, ho deciso di occuparmi di una serie di tossine presenti in un organismo vegetale estremamente comune. Nonostante la sua presenza ubiquitaria nelle nostre cucine, questo vegetale sintetizza un arsenale chimico che Trump levati con le tue manie guerrafondaie!

L’arsenale Chimico (Le Tossine)

Il soggetto in questione produce diverse molecole bioattive per scopi di difesa biologica:

  • Apiolo: Noto anche come “canfora di [nome del vegetale che lo produce]” è un fenilpropanoide che agisce come irritante primario. Ha un’affinità specifica per la muscolatura liscia uterina e vascolare.
  • Miristicina: Un composto organico naturale con proprietà psicoattive e anticolinergiche. È un precursore chimico che può indurre epatotossicità.
  • Furocumarine (Psoraleni): Molecole fotosensibilizzanti capaci di intercalarsi nel DNA cellulare quando stimolate da radiazioni ultraviolette.

Tutto chiaro, vero? Ok. Traduciamo in parole più comprensibili: l’ingestione di estratti concentrati provoca emorragie interne, danni renali acuti e, storicamente, è stata causa di decessi dovuti a shock ipovolemico – ovvero una condizione che si instaura quando viene perso un quinto del volume del proprio sangue – in seguito a tentativi di utilizzo medico improprio. Quanto descritto, però, si riferisce alla tossicità acuta.

Vediamo, invece, gli

Effetti Sistemici e la Tossicità Cronica

L’esposizione prolungata o massiccia alle sostanze appena citate porta a quadri clinici definiti:

  • Epatotossicità: Degenerazione del parenchima epatico dovuta al metabolismo degli oli essenziali.
  • Nefrotossicità: Irritazione dell’epitelio renale e formazione di calcoli dovuti all’elevato contenuto di ioni ossalato.
  • Fitofotodermatite: Reazione cutanea grave (eritemi e bolle) in caso di contatto con la linfa e successiva esposizione al sole.

Tradotto vuol dire che tutte quelle sostanze provocano danni seri al fegato, ai reni, ed alla pelle.

In pratica, ingurgitare l’alimento che contiene le molecole citate è il modo migliore per vedere il mondo dalla parte delle radici delle piante.

Volete sapere di cosa si tratta? Ma nientepopodimeno che del prezzemolo!

Ebbene sì, miei cari lettori. Se decidete di mangiare insalate abbondanti di solo prezzemolo rischiate seri danni alla vostra salute. Ma non vi preoccupate perché, come insegnava Paracelso, “Sola dosis facit venenum” (solo la dose fa il veleno). In ambito culinario, le dosi utilizzate come condimento sono considerate sicure. Il rischio tossicologico è legato esclusivamente al consumo di oli essenziali estratti, semi in purezza o quantità abnormi della pianta consumata come vegetale a foglia (insalata).

So già cosa state pensando: “ma nessuno mangia solo prezzemolo”. E avete ragione. Per fortuna. Ma la logica che porta a evitare la chimica di sintesi e abbracciare quella naturale è la stessa che, portata alle estreme conseguenze, trasforma il prezzemolo in un’arma chimica. Ecco, questo articolo serve proprio a portare quella logica alle estreme conseguenze. Per farvi ridere di chi ci crede.

La ninidrina

A leggere il titolo di questo articolo vi starete chiedendo di cosa voglio parlare. Ebbene, di certo non voglio discutere di fantasy, né di una città esotica e nemmeno di un nuovo pianeta di un sistema solare lontano anni luce dal nostro.

Niente di tutto questo.

Mi è venuta voglia di descrivere la chimica di una molecola il cui funzionamento mi ha divertito ed appassionato moltissimo quando studiavo la biochimica nell’ormai lontano 1989. Poi vi dirò perché mi è venuta questa voglia.

La nomenclatura

La ninidrina ha nome IUPAC 2,2-diidrossi-1,3-diossoidrindene che, per i non chimici, non risolve alcun mistero. Anzi, volendo, lo complica ancora di più perché introduce una complessità maggiore nel dare un nome a qualcosa usando delle regole molto lontane dalla vita quotidiana. Potremmo pure chiamarlo tirannosauro cityplex, ma cambiare etichetta non permette di comprendere nulla in merito all’oggetto di cui voglio discutere.

Allora andiamo con ordine.

Partiamo dal termine indene.

L’indene è la molecola descritta qui sotto. Come si vede, si tratta di un composto formato da un anello benzenico (quello a sinistra, a 6 atomi di carbonio) fuso con un anello ciclopentadienico (quello a destra, a 5 atomi di carbonio). L’anello a 5 termini contiene un doppio legame: quello che vedete in basso a destra. In realtà, i doppi legami nel ciclo a 5 atomi di carbonio sono due, ma non voglio complicarvi ulteriormente la vita con formule ed ibridi di risonanza, per cui decido scientemente di commettere un errore.

Se dall’anello a cinque atomi di carbonio togliamo quel doppio legame in basso a destra, otteniamo una molecola che si chiama idrindene la cui struttura è quindi:


Il doppio legame lo potete immaginare come un tavolo in cui ci sono due posti vuoti. Ci siete voi che aspettate due vostri amici: i fratelli gemelli idrogeno1 e idrogeno2. Quando arrivano, si siedono e la tavola è completa. Da un punto di vista chimico, togliere un doppio legame significa inserire due atomi di idrogeno, uno su ogni atomo di carbonio coinvolto nel doppio legame, mediante una reazione che si chiama idrogenazione.   Il suffisso “idr” in idrindene, quindi, si riferisce proprio all’indene idrogenato.

A questo punto mettiamo due atomi di ossigeno legati ciascuno con doppio legame agli atomi di carbonio 1 e 3 come indicato nella figura qui sotto.

Ricordate una cosa importante: in chimica organica vengono attribuiti i numeri civici agli atomi di carbonio presenti in una molecola. Questi numeri civici, che vengono indicati come posizione degli atomi di carbonio all’interno della molecola, servono ai chimici per comprendere di quale atomo nello specifico si stia parlando. A questo punto, scegliete voi quale dei due atomi di carbonio sia 1 e quale 3. Però tranquilli perché non c’è nessuna risposta giusta o sbagliata: la molecola è simmetrica; quindi, potete ribaltarla come in uno specchio e tutto funziona allo stesso modo.

La reazione che produce questo oggetto chimico si chiama ossidazione, ma non importa il nome e proseguiamo. Andiamo avanti aggiungendo che i due gruppi ossigenati così ottenuti vengono indicati come “diosso”. Da qui il termine diossoidrindene. Ma dal momento che gli atomi di carbonio legati con doppio legame con l’ossigeno sono in posizione 1 e 3, il nome corretto è 1,3-diossoidrindene.

Continuiamo a mettere atomi di ossigeno e piazziamo due gruppi -OH, che si chiamano ossidrile oppure idrossile o, ancora, idrossi, sul carbonio in posizione 2. Otteniamo la struttura indicata nella seguente figura:

Poiché gli ossidrili in posizione 2 sono due, il nome dell’oggetto mostrato nella figura sopra diventa: 2,2-diidrossi-1,3-diossoidrindene… per gli amici intimi: ninidrina.

Quindi riassumendo

2,2-diidrossi è il suffisso che usiamo per indicare due gruppi -OH legati entrambi all’atomo di carbonio in posizione 2. Poiché gli ossidrili sono due, il numero civico del carbonio va ripetuto due volte mentre il suffisso “di” davanti a “idrossi” si riferisce proprio al numero di gruppi -OH presenti.

1,3-diosso è il suffisso che usiamo per indicare due atomi di ossigeno legati con doppio legame agli atomi di carbonio ai civici 1 e 3.

Il suffisso “idr” si riferisce a un sistema chimico che ha perso un doppio legame per effetto della reazione con idrogeno.

Infine, indene è la molecola da cui siamo partiti.

Ed ora?

Ed ora diamo un’occhiata al carbonio al civico 2 che è legato a due gruppi ossidrili.

Dovete sapere che una molecola che contiene un gruppo ossidrile si chiama alcol. Sì… nel linguaggio comune il termine si riferisce all’ingrediente più importante di tante bevande: dal vino al bloody Mary, ovvero l’alcol etilico. Ma, in chimichese il termine alcol si riferisce a una classe di molecole che contengono il gruppo -OH. Quando nella stessa molecola sono presenti due gruppi ossidrili, questa viene indicata come diolo. Se i gruppi ossidrili sono sullo stesso atomo di carbonio, come nel caso della ninidrina, si parla di dioli geminali. Geminale deriva da gemello. I due -OH sullo stesso atomo di carbonio sono gemelli e come fratelli tendono a litigare. In effetti, i dioli geminali sono instabili perché i due gruppi -OH sullo stesso atomo di carbonio non stanno bene assieme e fanno a cazzotti. Cosa succede? Tendono a reagire per formare un doppio legame C=O in posizione 2, come nella figura qui sotto.

Adesso giochiamo ad aguzza la vista. Guardate cosa abbiamo combinato lì nella parte destra della molecola: ai civici da 1 a 3 ci sono tre gruppi C=O. Sembrano uguali, non è vero? Ma non è così.

Pur essendo uguali i tre gruppi hanno stabilità differente, o, potremmo anche dire, hanno reattività differente. In altre parole, tendono a reagire in modo diverso quando sono in presenza di particolari reagenti che andremo a vedere fra poco.

Il ruolo dell’elettronegatività

Il titolo di questo paragrafetto riporta una parolaccia: elettronegatività. Ma cos’è ‘sta roba?

Dobbiamo ricordarci che il chimichese è un linguaggio col proprio alfabeto e con le proprie regole di grammatica e sintassi. L’alfabeto è la tavola periodica. Essa contiene tutte le lettere, gli elementi chimici, che combinate formano le parole. Queste, a loro volta, messe assieme portano alle frasi chimiche che noi chimici ci ostiniamo a chiamare reazioni.

Sembra semplice, ma non lo è, purtroppo. E meno male… direi… altrimenti che ci sto a fare io qui?

Una delle regole grammaticali che a noi chimici piace utilizzare per spiegare cose che altrimenti sarebbero incomprensibili è l’elettronegatività. Il termine si riferisce alla tendenza di un elemento chimico a trattenere gli elettroni. Sì… proprio quegli affarini che si muovono intorno al nucleo secondo delle modalità che non ci è dato conoscere e che si presentano in delle regioni di spazio che amiamo definire col nome esotico di orbitali.

Più alta è la capacità di un elemento di trattenere gli elettroni, maggiore è il valore numerico dell’elettronegatività.

Sapete che il primo a quantificare l’elettronegatività è stato Linus Pauling? È uno dei miei idoli assieme a Richard Feynman. Li adoro entrambi.

Nella scala Pauling, l’elemento più elettronegativo è il fluoro (F), a seguire l’ossigeno. Solo molto dopo arriva il carbonio.

Quando scriviamo qualcosa come C-O, oppure C-H, stiamo riportando una interazione, che in chimichese si chiama legame, tra due elementi: carbonio e ossigeno, nel primo caso, carbonio e idrogeno, nel secondo.

Il trattino tra i due elementi è la rappresentazione grafica del  legame chimico. Esso coinvolge due elettroni. In altre parole, il trattino sta a indicare due elettroni coinvolti nell’interazione tra gli elementi considerati.

Detto questo torniamo all’elettronegatività. Abbiamo detto che l’ossigeno è più elettronegativo del carbonio. Quindi, per effetto di questo, accade qualcosa di speciale nella distribuzione degli elettroni del legame C-O.

Siete curiosi di sapere cosa significa in un linguaggio meno chimichese?

Carbonio e ossigeno sono due persone. Il primo è un signore distinto col monocolo e il bastone; un signore d’altri tempi. Il secondo è un energumeno palestrato con la fissa per il wrestling. I due decidono di giocare al tiro alla fune. Chi vince secondo voi? Sì… l’energumeno palestrato.

Ecco… l’ossigeno, in virtù della sua maggiore elettronegatività, si comporta come il palestrato tirando verso di sé la corda con forza maggiore rispetto a quella usata dal signore di altri tempi. Ritornando al chimichese, gli elettroni del legame carbonio-ossigeno passano più tempo vicino a quest’ultimo che al carbonio. Nel linguaggio chimico più forbito, quello che userebbe il signore di altri tempi, la densità elettronica è spostata verso l’ossigeno. Questo vuol dire che, mediamente nel tempo, il carbonio è più elettropositivo dell’ossigeno. Scusate… traduco: per effetto della maggiore elettronegatività dell’ossigeno, il carbonio presenta una deficienza (nel senso di mancanza) elettronica ed ha una parziale carica positiva. Al contrario, l’ossigeno per gli stessi motivi ha una parziale carica negativa.

Adesso allarghiamo il campo. Se l’ossigeno richiama a sé gli elettroni del legame C-O, il carbonio, per effetto della sua deficienza elettronica, richiama a sé gli elettroni dei legami contigui. Quindi, se consideriamo qualcosa come C-C-O, anche il carbonio più lontano dall’ossigeno ha una parziale carica positiva indotta dal richiamo elettronico del lontano ossigeno.

Complichiamoci maggiormente l’esistenza e consideriamo un sistema come: O-C-C-C-O. Qui abbiamo tre atomi di carbonio e due di ossigeno. Gli atomi di carbonio alle estremità sono, ognuno, legati ad un atomo di ossigeno più elettronegativo. Questo vuol dire che il carbonio centrale risente del richiamo di due atomi di ossigeno. Come conseguenza, ha un potenziale elettropositivo (cioè una parziale carica positiva) maggiore rispetto al medesimo atomo di carbonio del sistema C-C-O.

Torniamo alla Ninidrina

Fatta la necessaria premessa sull’elettronegatività, riprendiamo la struttura della ninidrina in cui i due gruppi -OH hanno fatto a cazzotti. Per semplicità la riporto di nuovo qui di seguito:

Come vedete, abbiamo un C=O centrale, quello al civico 2, che risente dell’effetto dei due C=O al civico 1 e al civico 3. Pur avendo la stessa natura chimica, a causa degli effetti descritti prima, i C=O al civico 1 e 3 sono meno reattivi del C=O al civico 2. In pratica, la carica parziale netta positiva sul carbonio in 2 è maggiore rispetto a quelle degli atomi di carbonio in 1 e 3.

Cosa accade adesso?

Stiamo passeggiando nel parco. Stiamo per gli affari nostri quando incrociamo la nostra anima gemella: è amore a prima vista.

Ecco… il carbonio 2 della ninidrina povero di elettroni incrocia un sistema chimico che, invece, ne è ricco. Quale? Uno come R-NH2, per esempio. Questa è la formula generale dei composti che si chiamano ammine. L’azoto (N) è ricco di elettroni. Ne ha talmente tanti che quando si avvicina alla ninidrina viene attratto dalla sua anima gemella, ovvero il carbonio povero di elettroni in posizione 2. E cosa accade?

Guardate la figura qui sotto. In particolare la parte A. Qui le due anime gemelle si incontrano e si legano indissolubilmente. Le frecce curve indicano il movimento di elettroni dal sistema chimico che ne contiene di più a quello che ne contiene di meno. Si forma la molecola descritta nella parte B della medesima figura. In questa molecola intermedia, l’azoto è ancora ricco di elettroni. Di conseguenza li usa per rendere ancora più indissolubile il legame con la sua anima gemella portando alla formazione del composto riportato nella parte C della figura.

Sapete cosa è quella molecola? È un cromoforo, ovvero una molecola in grado di colorare di violetto una soluzione che la contiene. In altre parole, quando la ninidrina viene a contatto con una ammina o un altro sistema contenente un gruppo amminico, pensiamo, per esempio, agli amminoacidi, avviene una reazione che porta ad una soluzione colorata. L’intensità del colore è direttamente proporzionale alla quantità di sistema amminico che reagisce con la ninidrina. Nell’ambito della chimica biologica, la ninidrina è un utile strumento per quantificare gli amminoacidi con gruppi amminici primari (cioè del tipo RNH2) in sistemi proteici complessi.

La ninidrina nell’analisi forense

E veniamo al perché vi ho raccontato della ninidrina.

È da un po’ di tempo che si sente parlare del caso di Garlasco e dell’arresto quantomeno strano di Stasi. I diversi commentatori sui vari canali presenti in rete parlano ripetutamente di test della ninidrina per il rilievo delle impronte digitali. Ecco… ho l’impressione, ma è solo una mia opinione, che tutti parlino di qualcosa che non conoscono.

Cosa sono le impronte digitali? Si tratta di “immagini” dei nostri polpastrelli generate dal contatto con mezzi più o meno porosi. Da un punto di vista chimico, queste impronte contengono acqua, sali minerali, vitamine, amminoacidi e altro. Per il rilievo delle impronte si usa una soluzione di ninidrina che, reagendo con gli amminoacidi secondo lo schema appena descritto, produce un’immagine colorata che può essere studiata per consentire l’identificazione della persona che ha toccato quel dato oggetto.

Conclusioni

Perché la ninidrina mi divertiva quando studiavo la biochimica? Beh… da tutto quanto ho scritto è chiaro che conoscere la ninidrina significa avere in mente una quantità di conoscenze chimiche non indifferente. Non sto parlando solo della nomenclatura. Quella è una banalità. Bisogna avere conoscenze approfondite di chimica generale, chimica organica e quantomeccanica. Quello che vi ho raccontato non lo trovate scritto nei libri, ma lo ottenete dalla conoscenza comparata di diverse discipline chimiche. Ecco perché, quando sento qualcuno parlare della ninidrina come fosse un semplice reagente, sorrido. Per me è stata molto di più: è stata la prova che la chimica non è un insieme di nozioni, ma un modo di vedere il mondo. E quel viola, in provetta, era la conferma che avevo cominciato a vederlo davvero.

Grazie a tutti voi che avete avuto la pazienza di condividere con me un istante della mia vita da studente.

Aspasia e la fisica, ovvero come bevono i gatti

Avete mai avuto a che fare con quegli strani pelosetti, tenerissimi e convinti di essere i padroni della vostra vita? Sì, i gatti. Quegli esseri che fin dall’antico Egitto dominano l’umanità e che ai tempi dei faraoni erano considerati delle figure sacre. Io ne ho uno a casa… anzi una. Si chiama Aspasia. Ebbene sì, era il nome della compagna di Pericle, filosofa e intellettuale dell’antichità. E come la sua omonima, Aspasia la gatta, principessa dei croccantini, ha a che fare con la cultura. In che modo? Vi chiederete. Preparatevi qualcosa da bere, sedetevi comodi e cominciamo.

Avete mai visto come beve un cane? Il cane lappa, ovvero arrotola la lingua a formare una specie di cucchiaio, la immerge nell’acqua e tira su. Insomma, il cane lecca l’acqua. E questo oltre a fare rumore, sporca parecchio. Avevo un pastore belga che ogni volta che beveva faceva un lago.

Aspasia e i suoi simili, no. Niente risucchio, niente immersione del muso, niente rumori. Solo la lingua che tocca l’acqua e si ritrae con una velocità quasi innaturale. Il gatto “afferra” l’acqua sfruttando la fisica.

La lingua che solleva l’acqua

Quando un gatto beve, la punta della lingua tocca appena la superficie dell’acqua, senza immergersi. Subito dopo si ritrae rapidamente verso l’alto. Questo gesto crea una colonna d’acqua che segue la lingua per un istante, grazie a due forze fondamentali:

  • inerzia (una volta messa in movimento dalla lingua, l’acqua tende a continuare a salire per un breve istante),
  • tensione superficiale (le molecole restano “attaccate” tra loro).

Prima che la gravità faccia collassare la colonna, il gatto chiude la bocca e cattura l’acqua sospesa.

Tutto qui.

Elegante. Preciso. Fulmineo.

Un perfetto equilibrio tra tempo e gravità

La cosa sorprendente è che il gatto deve chiudere la bocca nel momento giusto.

Troppo presto → poca acqua.

Troppo tardi → la colonna collassa.

Le riprese ad alta velocità mostrano che un gatto domestico compie questo gesto 4–5 volte al secondo, sincronizzando:

  • velocità della lingua,
  • altezza della colonna d’acqua,
  • tempo di chiusura della mandibola.

Non è istinto rozzo: è ottimizzazione dinamica. Questa sincronia porta alla formazione di una colonna d’acqua che si muove verso l’alto dalla ciotola alla bocca del gatto.

Perché i gatti bevono così (e i cani no)?

Il motivo è in parte anatomico, in parte evolutivo:

  • i gatti hanno muso corto e denti affilati: immergere la bocca sarebbe scomodo,
  • questo metodo permette di bere senza bagnarsi il naso (zona molto sensibile),
  • la stessa tecnica è usata dai grandi felini: tigri, leoni, giaguari.

Un comportamento raffinato, ereditato da predatori che dovevano bere in fretta e con attenzione.

Un laboratorio di fisica… nella ciotola

Questo meccanismo è stato studiato con videocamere ad altissima velocità e modelli fisici che descrivono il bilancio tra:

  • inerzia del fluido,
  • gravità,
  • frequenza di oscillazione della lingua.

In pratica, mentre il gatto beve, sta risolvendo (senza saperlo) un problema di meccanica dei fluidi non lineare.

Altro che “bere come un animale”.

La prossima volta che lo vedi bere…

…non pensare che stia semplicemente facendo il gatto. Sta usando una soluzione fisicamente elegante, raffinata e sorprendentemente efficiente.

Una lezione di scienza quotidiana servita in una ciotola d’acqua.

Riferimenti scientifici

  • Articolo divulgativo (italiano)

La lingua del gatto e la meccanica dei fluidi, OggiScienza (2010). Link: https://oggiscienza.it/2010/11/12/la-lingua-del-gatto-e-la-meccanica-dei-fluidi/index.html

  • Articolo scientifico originale

P. M. Reis, S. Jung, J. M. Aristoff, R. Stocker (2010). How Cats Lap: Water Uptake by Felis catus, Science, 330, 1231–1234. Link: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1195421

Perché il burro è solido, l’olio è liquido e la margarina… dipende

La chimica nascosta dei gliceridi

A temperatura ambiente, il burro è compatto, l’olio scorre libero e la margarina sta nel mezzo: spalmabile, ma non liquida. La differenza non è (solo) nella provenienza animale o vegetale dei grassi. È soprattutto una questione di come i gliceridi si organizzano nello spazio. Dietro una noce di burro o un filo d’olio c’è una vera e propria architettura molecolare.

I protagonisti: gli acilgliceroli o gliceridi

Tutti e tre – burro, olio e margarina – sono costituiti principalmente da acilgliceroli: una molecola di glicerolo a cui sono legati uno, due o tre acidi grassi.

Il glicerolo è un triolo, cioè una molecola formata da tre atomi di carbonio, ad ognuno dei quali è legato un gruppo –OH, che si chiama ossidrile, tipico gruppo funzionale degli alcoli. Gli alcoli che contengono un solo gruppo ossidrile si chiamano semplicemente alcoli, quelli con due gruppi si dicono dioli, con tre trioli e così via.

Volendo fare una analogia con qualcosa con cui abbiamo a che fare tutti i giorni, pensiamo al glicerolo come a un manico con tre “attacchi”: se vuoi, come una forchetta con tre rebbi (tre punti disponibili per “agganciare” qualcosa).

A livello molecolare, quella “pasta” che infilziamo con la forchetta sono le molecole di acidi grassi. Gli acidi grassi sono sistemi chimici formati da una catena di atomi di carbonio; a un’estremità della catena c’è il gruppo carbossilico –COOH (o carbossile), in cui un carbonio è legato con doppio legame a un ossigeno e con legame singolo a un gruppo ossidrile.

Il gruppo carbossilico degli acidi grassi può legarsi a un gruppo ossidrile di un alcol per formare quello che si chiama estere. Quando l’alcol è un triolo come il glicerolo, i tre gruppi ossidrili si possono legare a uno, due o tre acidi grassi: si ottengono così i gliceridi o acilgliceroli.
– Se un solo acido grasso si lega al glicerolo si ottiene un monogliceride.
– Se sono due, un digliceride.
– Se sono tre, un trigliceride (più correttamente: triacilglicerolo).

La chiave della consistenza

Sulla base di queste premesse, possiamo dire che la chiave per comprendere la differenza tra burro, olio e margarina sta in:
– lunghezza delle catene
– grado di saturazione
– geometria (cis/trans)
– modo in cui queste molecole si impacchettano tra loro

Burro: ordine, cristalli e rigidità

Nel burro dominano acidi grassi più saturi, con catene relativamente lineari. E qui la faccenda diventa “materiale”: catene più dritte riescono ad avvicinarsi meglio, ad impacchettarsi e a formare cristalli. In pratica, molte molecole si allineano e costruiscono una rete solida.

Se ti piace restare sull’analogia della forchetta, possiamo dirla così (senza sbagliare): un triacilglicerolo è come un “manico” (glicerolo) con tre rebbi (tre catene). Nelle rappresentazioni si tende a immaginare una catena come “centrale” e due come “laterali”, ma i punti di attacco sono tre, e tutte e tre le catene contribuiscono al modo in cui la molecola si dispone e si avvicina alle altre.

Quando molte di queste molecole si trovano insieme, non è che si intrecciano davvero come forchette: quello che accade è che le catene sature, essendo più lineari, riescono a stare vicine e a massimizzare le interazioni deboli (le classiche interazioni di van der Waals). E quando questo “impacchettamento” diventa abbastanza regolare, nasce una fase cristallina: una micro-impalcatura che dà consistenza al burro.

Il risultato?
– una rete cristallina stabile
– un materiale solido ma fragile
– una consistenza che fonde rapidamente in bocca (intorno ai 32–34 °C)

Il burro, in definitiva, non è “duro” perché è freddo: è strutturato perché molte sue molecole possono stare insieme in modo ordinato.

Olio: disordine fluido

Nei gliceridi che compongono gli oli vegetali prevalgono acidi grassi insaturi, spesso con doppi legami in configurazione cis. Questa configurazione genera dei “gomiti” o “pieghe” che impediscono un impacchettamento regolare.

Le conseguenze sono:
– niente cristalli stabili (o molti meno, a temperatura ambiente)
– molecole che scorrono le une sulle altre
– stato liquido anche a basse temperature

L’olio è liquido perché non riesce a organizzarsi come il burro. Tuttavia, se la temperatura è sufficientemente bassa, anche questi gliceridi possono impacchettarsi abbastanza da formare cristalli e l’olio solidifica (e qui, infatti, diversi oli “velano” o solidificano a temperature diverse: dipende dalla composizione).

Margarina: l’arte dell’equilibrio

La margarina è un prodotto tecnologico, e lo è nel senso migliore del termine. È progettata per avere:
– una fase solida (cristalli di grasso)
– una fase liquida (oli non cristallizzati)

Il segreto sta nella cristallizzazione controllata dei gliceridi:
– scelta mirata degli acidi grassi
– raffreddamento e rimescolamento
– formazione di microcristalli che intrappolano l’olio

È una emulsione solida, non un semplice grasso.

Perché alcuni grassi sono più spalmabili (anche a parità di “ingredienti”)

Qui c’è un punto elegante: burro e margarina non sono “una sostanza”, ma una miscela di tantissimi triacilgliceroli diversi. Non tutti fondono alla stessa temperatura. Alcuni cristallizzano facilmente, altri restano fluidi.

Quindi, a una certa temperatura (per esempio quella della tua cucina), un grasso può contenere contemporaneamente:
– una frazione solida (microcristalli)
– una frazione liquida (olio intrappolato tra i cristalli)

La spalmabilità nasce proprio dal rapporto tra queste due frazioni: se la frazione solida è sufficiente a dare struttura ma non è troppa da irrigidire tutto, ottieni un materiale “plastico”, cioè modellabile e spalmabile. È il motivo per cui alcuni burri sono più “morbidi” di altri e perché la margarina può essere progettata per restare spalmabile anche appena uscita dal frigo.

Non solo chimica: la struttura si sente

Queste differenze molecolari diventano:
– spalmabilità
– resistenza al coltello
– sensazione in bocca
– comportamento in cottura

Quando diciamo che un burro “è plastico” o che una margarina “tiene la forma”, stiamo descrivendo una struttura molecolare, non un’opinione.

In cucina (e nel corpo) la chimica non mente

Capire come si organizzano i gliceridi ci ricorda una cosa semplice ma spesso dimenticata: gli alimenti non sono solo ingredienti, ma materiali complessi, con proprietà fisiche precise.

E ogni volta che spalmiamo del burro sul pane o versiamo dell’olio in padella, stiamo letteralmente maneggiando chimica allo stato solido e liquido.

 

“Lo dice la scienza”: un caso studio sul confine fra metodo scientifico e decisioni normative

Introduzione

Qualche giorno fa ho pubblicato un breve articolo [link] in cui riflettevo sull’uso sempre più frequente della locuzione “lo dice la scienza” nella divulgazione scientifica. Ho notato come molte riviste accreditate e numerosi divulgatori ricorrano a questa espressione per rafforzare le conclusioni dei propri ragionamenti.

In quell’articolo evidenziavo come tale locuzione sia problematica sia sul piano dei contenuti sia su quello della comunicazione: la scienza non è un soggetto che parla, non produce verità assolute e non funziona per atti di fede.

A seguito della pubblicazione, si è sviluppata una discussione pubblica con un lettore (Figura 1) che rappresenta un caso interessante di fraintendimento del confine fra metodo scientifico e decisioni normative. È questo scambio, più che le persone coinvolte, a costituire l’oggetto dell’analisi che segue.

Figura 1. Estratto di uno scambio pubblico avvenuto nei commenti a un articolo precedente. Il dialogo è riportato come caso studio per illustrare alcuni fraintendimenti ricorrenti nel dibattito pubblico sul rapporto fra metodo scientifico e decisioni normative. Lo scopo non è valutare le persone coinvolte, ma analizzare gli argomenti e i passaggi concettuali.

Il metodo scientifico non “impone” nulla

Uno degli equivoci più ricorrenti nel dibattito pubblico consiste nel trattare la scienza come un’autorità normativa, capace di imporre comportamenti, obblighi o divieti. Ma il metodo scientifico non ha questo ruolo.

La scienza:

  • formula ipotesi,
  • raccoglie dati,
  • costruisce modelli,
  • li testa e li migliora.

Non decide cosa si deve fare.

Le decisioni — sanitarie, politiche, sociali — sono sempre atti normativi, presi da istituzioni e governi sulla base delle evidenze disponibili, ma anche di valutazioni etiche, economiche e sociali.

Confondere questi due piani significa attribuire alla scienza un potere che non ha, e allo stesso tempo criticarla per responsabilità che non le competono.

Il dubbio scientifico non è sospensione permanente del giudizio

Un secondo elemento che emerge chiaramente dal caso studio è l’uso improprio del concetto di dubbio. Nel linguaggio scientifico, il dubbio non è sinonimo di paralisi o relativismo.

Il dubbio scientifico serve a:

  • migliorare i modelli,
  • individuare limiti,
  • integrare nuovi dati.

Non serve a rinviare indefinitamente ogni decisione in attesa di una verità finale e immutabile. In contesti reali, non decidere è comunque una scelta, con conseguenze misurabili.

Il fatto che la scienza evolva nel tempo non implica che “tutto sia ugualmente vero” in ogni momento. Implica, piuttosto, che le decisioni vengono prese con le migliori conoscenze disponibili in quel momento, sapendo che potranno essere aggiornate.

Quando il metodo scientifico viene trattato come ideologia

Nel botta e risposta riportato in Figura 1 compare anche un altro fraintendimento tipico: l’idea che difendere il metodo scientifico significhi trasformarlo in una sorta di religione laica, intollerante al dissenso.

In realtà accade spesso l’opposto:

chi riduce la scienza a un dogma finisce per trattarla come un’ideologia, mentre chi la riduce a una semplice opinione finisce per svuotarla di significato.

Il metodo scientifico non è né una fede né un’opinione. È uno strumento critico, fallibile e autocorrettivo. Ed è proprio questa sua natura a renderlo affidabile.

Perché questo caso è esemplare

Lo scambio riportato non è un’eccezione. È rappresentativo di un modo molto diffuso di discutere di scienza nello spazio pubblico, in cui:

  • il metodo scientifico viene confuso con le sue applicazioni normative;
  • il dubbio viene usato come scudo retorico, non come strumento di analisi;
  • l’evoluzione delle conoscenze viene interpretata come prova di arbitrarietà.

Analizzare casi concreti come questo è utile non per “avere ragione”, ma per chiarire dove avviene lo slittamento concettuale.

Conclusione

Dire “lo dice la scienza” è una scorciatoia comunicativa che finisce per alimentare proprio i fraintendimenti che vorrebbe evitare. La scienza non parla, non impone e non promette certezze assolute. Fornisce strumenti per comprendere la realtà e basi razionali su cui costruire decisioni collettive.

Confondere questi piani non rafforza la scienza: la indebolisce.

Ed è solo mantenendo chiaro il confine fra metodo scientifico e decisioni normative che il dibattito pubblico può tornare ad essere, davvero, razionale.

Glühwein ad Amburgo: la chimica del vin brulé

Ed eccoci ad Amburgo. Fa freddo: oggi -5 °C. Finalmente un inverno vero, di quelli che a Palermo si studiano solo sui libri o nei film di Natale doppiati male.

Per il palermitano medio, 9–10 °C sono già “buriana siberiana”: scatta il piumino artico, il cappello da spedizione e l’espressione tragica da sopravvissuto.

Io vengo dalle montagne dell’avellinese e mia moglie è veneta: per noi “inverno” significa freddo, neve, focolare acceso, patate al cartoccio e la nobile arte del sonnecchiare in poltrona senza sudare. Qui l’aria del Natale è quella della mia infanzia: profumo di legna, musica ovunque, persone che sorridono davvero.

E poi c’è la viabilità, che è un’esperienza quasi mistica: la gente ti saluta anche se non ti conosce e, udite udite, in auto si ferma ai semafori. Non “rallenta per vedere se passa lo stesso”: si ferma proprio. E quando attraversi sulle strisce… ti lasciano attraversare. Una roba talmente surreale che per un attimo ho cercato la telecamera nascosta.

Amburgo è una grande città con mercatini dove trovi di tutto. Ma è un “tutto” di un kitsch feroce: talmente kitsch da andare oltre la bellezza. Ed è in questi mercatini – malamente copiati a Palermo, dove hanno perso il senso del Natale perché sono diventati stanziali, cioè stanno lì tutto l’anno come un arredo urbano – che accade qualcosa di magnifico: cammini, hai le mani congelate, il vento dell’Elba ti ricorda che esiste la termodinamica… e poi qualcuno ti mette in mano un bicchiere fumante di Glühwein.

A quel punto, in modo del tutto irrazionale, il mondo diventa più semplice.

Eppure, dentro quel bicchiere non c’è magia. C’è chimica fisica applicata, fatta bene o fatta male. E la differenza la senti subito: un Glühwein buono profuma, scalda, “abbraccia”; uno cattivo sa di marmellata bruciata con retrogusto da farmacia.

Il punto è uno solo:

Il Glühwein non deve bollire. Mai.

Non è snobismo: è fisica.

1) Se bolle, perdi quello che vuoi (e ti resta quello che non vuoi)

  • Gli aromi sono in gran parte molecole volatili: se fai bollire, le regali all’atmosfera.
  • Anche l’etanolo è volatile: a ebollizione lo perdi in fretta e ti resta una bevanda più piatta (e spesso più dolce e “pesante”, perché ti viene spontaneo compensare con zucchero).

Risultato tipico: odore da mercatino = ottimo, sapore nel bicchiere = bleah.

2) Temperatura = telecomando del profumo

Il profumo che senti è una questione di pressione di vapore: più scaldi, più certe molecole “scappano” in aria.

Ma non tutte scappano allo stesso modo: alcune spariscono presto (note fresche), altre restano (note “scure”, resinose, legnose).

Se esageri con la temperatura ottieni il classico effetto:

  • spariscono le note agrumate e “vive”
  • restano spezia pesante + zucchero + vino stanco

Quindi il Glühwein migliore è quello che sta in equilibrio tra “si sente” e “non evapora via”.

Zona felice: circa 70–80 °C (fumante sì, bollente no).

Le spezie non sono spezie: sono una miscela di VOCs

Il mercatino di Natale profuma perché le spezie liberano molecole aromatiche (molte sono VOCs, composti organici volatili):

  • Cannella: cinnamaldeide (nota calda, dolce, “da forno”)
  • Chiodi di garofano: eugenolo (potentissimo: basta poco)
  • Anice stellato: anetolo (liquirizia elegante o invasiva, dipende da dose)
  • Scorza d’arancia: terpeni tipo limonene (fresco, “luminoso”)

La cosa divertente è che il Glühwein è un solvente misto (acqua + etanolo): perfetto per estrarre un po’ di tutto.

E qui nasce l’errore più comune.

Errore da mercatino: “più spezie = più Natale”

No: più spezie = più rischio di sovra-estrazione e amarezza.

  • Chiodi di garofano: sono i “dominatori”. Se esageri, non senti altro.
  • Scorza di agrumi: ok, ma evita troppo bianco (albedo): lì vive l’amaro.

Zucchero: non serve a “dolcificare”, serve a cambiare la percezione

Lo zucchero nel Glühwein fa una cosa interessante: smussa acidità e astringenza (tannini), e rende il sorso “più rotondo”.

Ma se esageri, ottieni un effetto collaterale: copri gli aromi e ti sembra tutto uguale.

Trucco semplice: aggiungi zucchero alla fine, assaggiando.

Perché la dolcezza “sale” con il calore: a caldo sembra meno dolce, a temperatura un filo più bassa sembra molto più dolce.

Il “protocollo Amburgo” per un Glühwein buono a casa (senza laboratorio)

Regola d’oro

Scalda fino a fumante, poi stop. Niente bollore.

Mini-ricetta (1 bottiglia)

  • 1 bottiglia di vino rosso (non serve un top, ma evita quelli “morti”)
  • 1 arancia (solo scorza, poco bianco)
  • 1–2 stecche cannella
  • 2–4 chiodi di garofano (non di più se vuoi sentire il vino)
  • 1 anice stellato (facoltativo)
  • zucchero/miele: a fine corsa, quanto basta

Metodo:

  1. scalda tutto a fuoco basso finché fuma
  2. spegni, copri, lascia in infusione 10–20 minuti
  3. assaggia e regola la dolcezza
  4. filtra e servi

Coprire non è un dettaglio “da nonna”: è un modo banale per ridurre la fuga dei volatili.

Mini esperimento da blog (divertente e vero)

Fai due tazze uguali:

  • Tazza A: Glühwein portato quasi a bollore (anche solo un minuto)
  • Tazza B: Glühwein fumante ma non bollito, tenuto coperto

Poi annusa e assaggia.

Scommessa: la tazza A “profuma” in cucina (perché hai profumato l’aria) ma sa meno nel bicchiere.

Chimica natalizia

Ad Amburgo ti vendono il Glühwein come comfort. In realtà è un piccolo capolavoro di equilibrio: se rispetti la volatilità, ti resta il Natale nel bicchiere. Se fai bollire, regali il Natale ai passanti.

 

L’ombra della fiamma di una candela

Ovvero: quando la semplificazione diventa… troppo semplice

Come sapete, miei cari e fedeli lettori, mi piace fare divulgazione scientifica.

Affronto argomenti molto svariati con una particolare predilezione per la chimica, che è la disciplina in cui sono specializzato.

Una cosa che devo puntualizzare è che nel fare divulgazione cerco sempre di semplificare per rendere digeribili concetti difficili anche a chi non ha una preparazione tecnica.

Molte volte ci riesco. Tante altre – la maggioranza, temo – non ce la faccio.

Per imparare a fare divulgazione seguo tanti canali, uno dei quali è Geopop, famoso per la semplicità con cui riesce a spiegare le cose.

Purtroppo, però, la semplificazione estrema a volte porta a dire inesattezze.

In un recente filmatino (lo trovate qui) hanno affrontato un argomento curioso: la fiamma di una candela non proietta alcuna ombra.

Devo dire che non mi ero mai posto il problema e, quando ho cominciato a guardare il video, mi sono incuriosito per capire come avrebbero spiegato la cosa.

Sono rimasto a bocca aperta quando ho sentito che la fiamma di una candela sarebbe un plasma.

La bassa densità di questo presunto plasma, secondo il video, lascerebbe passare indisturbati i fotoni della luce che, così, non verrebbero né deviati né riflessi: condizione necessaria per proiettare un’ombra.

Ora, perché sono rimasto a bocca aperta?

Semplicemente perché la fiamma di una candela non è affatto un plasma.

Cos’è davvero un plasma?

In fisica-chimica il plasma è considerato il quarto stato della materia, assieme a solido, liquido e gas.

È un gas talmente caldo (o energizzato) da risultare fortemente ionizzato: ioni positivi, elettroni liberi, particelle cariche che rispondono a campi elettrici e magnetici.

Per capirci:

  • i fulmini sono plasmi;
  • il Sole è plasma;

Le torce al plasma (Figura 1) sono progettate apposta per raggiungere temperature elevatissime.

Figura 1. Rappresentazione schematica di una torcia al plasma. La temperatura della zona dell’arco elettrico può raggiungere i 15000 °C. La fonte di questa figura è Wikimedia Commons.

La fiamma di una candela, invece, raggiunge temperature massime dell’ordine di 1000–1500 °C (Figura 2).

Figura 2. Rappresentazione di quanto avviene durante la combustione di un legnetto come un fiammifero. La fiamma raggiunge il massimo di temperatura verso la zona centrale. Questa figura è presa da Conte et al. Agronomy 2021, 11(4), 615; https://doi.org/10.3390/agronomy11040615

Sono temperature più che sufficienti per la combustione, ma troppo basse per generare una ionizzazione significativa.

Certo, nella fiamma troviamo radicali e qualche ione fugace (H⁺, O⁻, CHO·, ecc.), prodotti naturali della combustione: ma la loro concentrazione è minima, del tutto insufficiente per parlare di plasma.

In altre parole: niente plasma, almeno non nel senso fisico-scientifico del termine.

Ma allora perché la fiamma non fa ombra?

Per capire il motivo reale, basta ricordare che un oggetto proietta ombra solo se:

  1. assorbe la luce;
  2. la riflette;
  3. oppure la diffonde in modo significativo.

Una fiamma è invece costituita da:

  • gas caldi a bassa densità (CO₂, vapore acqueo, N₂, CO…);
  • minuscole particelle incandescenti (che generano il caratteristico giallo, ma in quantità minime);
  • forti gradienti di temperatura, che modificano l’indice di rifrazione.

Ora, questi gas non assorbono la luce visibile in modo apprezzabile.

E il fatto che siano caldi significa che la loro densità è ancora più bassa rispetto all’aria circostante.

La maggior parte dei fotoni, quindi, li attraversa senza essere bloccata, esattamente come la luce attraversa l’aria: e l’aria non fa ombra.

Ecco perché una fiamma non proietta un’ombra netta.

L’unico effetto reale: la distorsione

Se illuminate una candela con una luce molto intensa e osservate con uno sfondo uniforme, noterete non un’ombra, ma una distorsione dei contorni.

La fiamma, infatti, ha un indice di rifrazione diverso da quello dell’aria circostante, perché è più calda.

La luce viene quindi deviata leggermente.

È lo stesso effetto che si osserva sopra l’asfalto bollente d’estate: non un’ombra, ma un miraggio.

È dunque la rifrazione a rendere visibile la fiamma in certe condizioni, non l’assorbimento.

Ma allora i plasmi fanno ombra? Certo che sì.

L’altra affermazione problematicissima del video è che un plasma “lascia passare la luce senza bloccarla”.

Falso anche questo.

Dipende dal plasma.

Un plasma può assorbire luce, può diffonderla, può rifletterla.

La ionosfera terrestre, composta da plasma tenuissimo, è in grado di riflettere le onde radio: un comportamento ben più deciso del semplice “lasciare passare la luce”.

Quindi non esiste nessuna regola del tipo:

“Un plasma non fa ombra”

Semplificazione fuorviante.

Riassumendo tutto in una frase

La fiamma di una candela non fa ombra non perché è un plasma, ma perché è una miscela di gas caldi a bassa densità che non assorbe luce visibile: i fotoni la attraversano quasi indisturbati.

Molto più semplice, molto più elegante, molto più corretto.

Conclusione

La divulgazione scientifica è un’arte difficile. Bisogna trovare un equilibrio tra precisione e accessibilità.

Questa volta – mi dispiace dirlo – il pendolo della semplicità è stato spinto un po’ troppo in là.

Eppure, la vera spiegazione non solo è più corretta, ma è anche più affascinante: ci ricorda che la luce e la materia interagiscono in modi sottili, e che basta un po’ di fisica ben raccontata per scoprire meraviglie dove di solito non guardiamo.

La fiamma non fa ombra… e non ha certo bisogno di essere un plasma per farlo.

Corni rossi in laboratorio: mito e metodo, scaramanzia e superstizione

Una delle prime cose che insegno, all’inizio dell’anno accademico nei miei corsi triennale e magistrale, è il metodo scientifico: guardi, ti fai un’idea, provi a smentirla.

Pulito, lineare: tutto misurabile, tutto spiegabile in modo oggettivo e razionale.

Eppure…

C’è stato un tempo in cui avevo la maglia fortunata. Non sostenevo esami senza indossarla. Era la mia coperta di Linus. A nulla valeva ricordarmi che superare un esame dipendesse da me: da quanto avessi studiato e da quanto avessi capito quella disciplina. No: senza il talismano non andavo da nessuna parte. E se venivo bocciato? La risposta era unica e certa: non indossavo il mio “dispositivo apotropaico” perché proprio quel giorno mia madre l’aveva messo a lavare per togliere le puzze.

Dopo cinque anni e una trentina di esami, quella maglia sembrava un gatto spelacchiato sopravvissuto a una centrifuga da 2000 giri al minuto.

Vi sembra stupido, vero? Lo è. Ma sono in buona compagnia. Oggi vi parlo delle abitudini strambe – e poco razionali – di alcuni dei più grandi scienziati passati sulla Terra.

Isaac Newton e la pietra filosofale

Isaac Newton, simbolo della ragione e dell’ordine matematico, passò anni chinato su testi di alchimia, annotando in latino formule e segni cifrati, vicino alla fornace. Non era un passatempo: era un’ossessione. Cercava la pietra filosofale, il segreto capace di trasmutare i metalli e, in fondo, di svelare il vocabolario nascosto della materia.

Col senno di poi parleremmo di errore concettuale. Eppure quell’alchimia “superstiziosa” conteneva anche i semi della chimica moderna: tecniche di purificazione (sublimazione, calcinazione, distillazione), un’idea operativa di trasformazione, un metodo di laboratorio fatto di prove, fallimenti, registri. Newton non separava nettamente scienza e mistero: cercava leggi nella natura e, insieme, significati nascosti. Forse per questo – scrisse Keynes  –  “non fu il primo dell’età della ragione, ma l’ultimo dei maghi.”

Dietro la reputazione di glaciale geometra c’era un uomo che alimentava il fuoco del crogiolo di notte, che copiava e commentava pagine e pagine di autori alchemici (tra cui l’enigmatico Eirenaeus Philalethes), che inseguiva il “mercurio filosofico” come chi sospetta l’esistenza di una chiave sola per molte serrature. La sua mano era la stessa che, con pazienza feroce, scomponeva la luce nel prisma: dall’ottica alla gravità, fino alla trasmutazione dei metalli, Newton cercava un principio unificante, un ordine segreto capace di tenere insieme mondi lontani.

C’era anche segretezza: i quaderni alchemici circolavano poco, spesso in codice. Parte per prudenza (il confine con l’eterodossia religiosa era sottile), parte per vanità intellettuale, parte per timore del ridicolo. Ma quelle pagine, così diverse dai Principia, rivelano la stessa postura: occhi sul dettaglio, mani nel laboratorio, mente ostinatamente monoteistica nella sua idea di ordine – un universo costruito con pochi mattoni e poche regole, tutte da decifrare.

È facile sorridere del mago nel matematico. Più difficile è riconoscere che senza quella tenacia quasi rituale, senza notti passate a distillare e fallire, la sua idea di legge naturale non avrebbe avuto la stessa densità. L’alchimia non fu la sua verità scientifica; fu però il suo lessico di apprendistato, il luogo in cui imparò che la materia non si concede a slogan ma a procedimenti. E in questo scarto tra talismano e metodo – tra crogiolo e calcolo – sta il fascino di Newton: un uomo che portò la ragione lontanissimo, senza smettere di ascoltare il richiamo, antico e umano, di un ordine nascosto.

Fermi e la fortuna calcolata

Enrico Fermi, l’uomo che stimava l’energia di un’esplosione nucleare lasciando cadere pezzetti di carta per misurare la distanza d’urto dell’onda, non credeva nella sorte cieca. La misurava. A Los Alamos, nelle pause lunghe come notti, si racconta che facesse conti mentali sulle probabilità di vincere a carte con colleghi altrettanto brillanti: non per denaro, ma per vedere quanto della “fortuna” si potesse spogliare di mistero con un calcolo rapido, un’approssimazione ragionevole, un ordine di grandezza.

La sua erano superstizioni con la matita in mano. Fermi rispettava un principio quasi liturgico: non cambiare un assetto sperimentale che aveva funzionato; ripetere la sequenza di passaggi nello stesso modo, con la stessa cura, quasi con lo stesso ritmo. Non era magia: era metrologia affettiva – l’idea che la regolarità delle cose meriti un cerimoniale minimo perché il rumore non divori il segnale. Nei suoi taccuini la scaramanzia si riduceva a un algoritmo pratico: tieni ferma la procedura, lascia variare una sola cosa alla volta, abbi rispetto per gli strumenti e per i loro capricci.

C’era in lui una fiducia spietata nelle buone stime. I famosi “problemi di Fermi” nascevano da qui: la convinzione che, se scomponi l’ignoto in fattori semplici e plausibili, la realtà si lascia avvicinare. La superstizione, in questo schema, diventa la sorella educata della statistica: non un talismano, ma un set di abitudini che tolgono peso all’ansia e lo spostano sulla ripetibilità. Nel laboratorio come al tavolo da gioco, Fermi domava il caso non negandolo, ma mettendolo al lavoro.

Anche attorno a lui, a Los Alamos, i rituali pullulavano: lavagne ripulite solo a fine turno, gessetti “fortunati”, tazze sempre nello stesso posto. Fermi partecipava con un sopracciglio alzato e un cronometro in tasca. Della fortuna accettava il residuo: quel tanto che resta quando hai contato tutto il contabile. Il resto lo affidava a ciò che sapeva fare meglio – ridurre il mondo a numeri onesti, abbastanza robusti da non crollare alla prima raffica di vento.

È forse qui la sua “scaramanzia”: un rispetto laico per l’ordine. Se qualcosa aveva funzionato ieri, non la si toccava oggi. Non per paura, ma per gratitudine alla regolarità. In quell’interstizio – tra l’onda d’urto misurata con un foglietto e il mazzo di carte ridotto a probabilità – la fortuna smette la maschera e diventa varianza; e Fermi, con calma quasi scaramantica, continua a prenderne le misure.

Niels Bohr e il ferro di cavallo

Niels Bohr, premio Nobel e padre della fisica quantistica, teneva appeso un ferro di cavallo alla porta di casa. Si racconta che, quando un amico gli chiese: “Ma davvero credi che porti fortuna?”, Bohr sorridesse: “No, ma mi hanno detto che funziona anche se non ci credi.” Una battuta che sembra un vezzo, e invece è una piccola lezione di epistemologia domestica.

Bohr viveva nella regione di confine tra ciò che possiamo dire e ciò che possiamo solo prevedere. La sua “complementarità” chiedeva di accettare verità parziali che non possono valere insieme nello stesso esperimento, ma che insieme descrivono il mondo meglio di qualunque assolutismo: onda o particella, a seconda di come guardi. Il ferro di cavallo appeso alla porta diventa allora un’immagine perfetta: una “teoria” pratica che non pretende fede, ma chiede ospitalità. Non serve crederci: basta ammettere che il reale è più scaltro dei nostri schemi e che, nel dubbio, un piccolo rito può convivere con una grande teoria.

C’era ironia in quella risposta, ma non leggerezza. Bohr sapeva che la scienza non elimina l’incertezza: la addomestica. Anche la meccanica quantistica – la più predittiva delle teorie – mette il caso al centro. Niente traiettorie segrete, niente consolazioni classiche: probabilità ben educata, sì; certezza, no. Di fronte a questo, un ferro di cavallo non è un talismano contro la ragione: è una metafora di modestia. Ricorda allo scienziato che i modelli funzionano finché funzionano, e che il mondo non ha il dovere di rientrare nella griglia che abbiamo preparato per lui.

Bohr non chiedeva di credere al ferro, ma di tollerare il paradosso: si può non credere e, tuttavia, lasciare uno spazio all’ignoto, come quando accetti che la luce “sia” onda e particella a seconda della domanda che poni. È il suo stile: una lucidità che non ha paura di tenere in tasca un sorriso. In quell’oggetto appeso alla porta c’è il suo invito più serio: restare intelligenti senza diventare arroganti, custodire i riti minimi che ci aiutano a vivere l’alea, e continuare, nonostante tutto, a misurare, a fare esperimenti, a scegliere bene le domande. Perché la fortuna – qualunque cosa sia – magari non esiste; ma il modo in cui ci disponiamo ad accoglierla può fare tutta la differenza.

Marie Skłodowska Curie e la luce nel buio

Marie Skłodowska Curie portava con sé la sua luce. Non un corno, non un ferro: una piccola fiala di sali di radio che al buio emanava un bagliore azzurrognolo. Più che un portafortuna, era un gesto pratico e insieme poetico: la materia che le aveva cambiato la vita, resa visibile. Le piaceva spegnere le lampade e guardare quel chiarore minimo, come se il mondo le concedesse, per un attimo, di vedere ciò che di solito resta nascosto.

Non era superstizione: era vicinanza alla scoperta. Nei baracconi gelidi dell’Institut du Radium, tra cariole di pechblenda rimescolata per mesi, Marie coltivava una liturgia povera: grembiule, provette, registri fitti, e poi quell’istante notturno in cui controllare se il campione “respirava” luce. Il radio diventava il suo segnaposto nel buio, un promemoria tangibile che la materia parla anche quando tacciamo. Non chiedeva protezione; chiedeva attenzione.

C’era dolcezza e durezza insieme in questo rito. Dolcezza nello stupore – la bellezza di un azzurro che fiorisce da una sostanza nera, quasi un fiat di laboratorio. Durezza nella determinazione: la pazienza feroce di chi riduce, filtra, calcina, misura, annota. Quel filo di luce era la prova che il metodo non è arido: è un modo di stare nelle cose, di non separarsi da ciò che si studia. E, sì, anche un modo di non separarsi da Pierre, perché in quel chiarore c’era la memoria condivisa di un lavoro fatto insieme, quando le notti finivano con le mani stanche e gli occhi pieni di scintille.

Guardiamo oggi a quei gesti con una consapevolezza diversa: taccuini e strumenti di Marie sono ancora radioattivi, custoditi in contenitori piombati. La sua “luce” aveva un prezzo. Ma proprio qui, nel contrasto tra incanto e rischio, il suo rito si fa simbolo: un amuleto laico che non promette fortuna, ma ricorda responsabilità. Tenere una fiala che brilla non per scaramanzia, bensì per fedeltà alla realtà: per dirci che la scienza, quando è grande, non smette di cercare la verità – e di riconoscerne, senza paura, il bagliore.

Richard Feynman e i bonghi quantistici

Richard Feynman, premio Nobel e spirito irrequieto, aveva un rito semplice e scandalosamente terrestre: suonare i bonghi. Prima di una conferenza, la sera di un’idea nuova, perfino tra un calcolo e l’altro: due mani, una pelle tesa, un ritmo che mette ordine. Diceva, senza enfasi, che lo aiutava a entrare nello stato giusto: non tanto la “fortuna”, quanto la frequenza su cui far vibrare attenzione e curiosità.

La sua scienza era una danza tra regole e improvvisazione. Nei diagrammi tracciati col gesso c’era la disciplina di un formalismo elegante; nei bonghi, l’altra metà: la sincope che scioglie l’ansia e fa spazio all’intuizione. Feynman conosceva bene la trappola del controllo assoluto: quando il cervello stringe troppo, l’idea scivola via. Il ritmo serviva a spalancare una finestra, a ricordare al corpo che pensare è anche respirare, che la mente ragiona meglio quando il resto di noi non è in apnea.

Non era una superstizione in cerca di indulgenza, ma una igiene dell’attenzione. Come il disegno (le modelle, i quaderni pieni di linee) o il samba imparato in Brasile, i bonghi facevano parte di una palestra sensoriale con cui Feynman teneva vivo il piacere di scoprire. Un piacere fisico, quasi infantile, che non ha paura di battere le mani su un tamburo prima di battere i denti su un integrale. Il laboratorio, per lui, restava un posto serio; ma la serietà non era seriosità: si poteva arrivare alla verità ridendo, purché si restasse onesti con i dati.

C’era poi una lezione morale, che in Feynman non mancava mai: il rito va bene finché non sostituisce la prova. Nei suoi discorsi contro la “cargo cult science” c’è l’avvertimento netto: i gesti possono aiutare a disporci alla verità, ma non la producono. I bonghi, allora, sono il contrario di un talismano: non promettono risultati, promettono presenza. Ti ricordano che il mondo non si piega alla scaramanzia; si lascia capire, a volte, se entri con il passo giusto.

È facile immaginarlo dietro il sipario: camicia arrotolata, qualche colpo secco, poi un sorriso di bambino colto sul fatto. Il pubblico sente ancora l’eco del tamburo quando Feynman comincia a parlare di particelle come se fossero personaggi su un palcoscenico: entrano, escono, si scambiano segnali. Il ritmo, ormai interno, batte sotto le parole. E quando l’argomento si fa sottile, resta quella musica appena percettibile a tenere insieme rigore e gioia – la vera, inconfondibile firma di Feynman.

Quando la superstizione aiuta la scienza

In realtà, la superstizione – o meglio, il rito – non è l’opposto della scienza. È una scorciatoia mentale che ci fa sentire più stabili davanti all’incertezza. Gli esperimenti falliscono, i risultati tardano, la variabilità domina. A volte un piccolo gesto serve solo a ricordarci che non controlliamo tutto, ma possiamo almeno disporre bene noi stessi.

La psicologia la chiama illusione di controllo: l’idea di poter influenzare un esito incerto attraverso comportamenti ripetitivi. Detto così sembra un difetto; in micro-dose è una risorsa. Il rito abbassa l’ansia basale, ancora l’attenzione e mette il corpo in assetto. È un pre-fallimento controllato: una sequenza che conosciamo a memoria e che ci restituisce padronanza quando il resto è imprevedibile. Il chirurgo che allinea gli strumenti, il violinista che accorda nello stesso ordine, la ricercatrice che riempie la scheda come prima cosa: non è magia, è frizione cognitiva ridotta.

C’è poi un altro effetto, più sottile: il rito sposta il fuoco dall’esito al processo. Per qualche minuto non contano il p-value o il referee n. 2; conta il gesto giusto fatto al momento giusto. Questo disinnesca la ruminazione, che è la vera nemica della performance intellettuale. È come dire alla mente: “riparti da qui, dal concreto”. Da lì tornano il metodo, la misura, la pazienza.

Naturalmente il confine è chiaro: il rito è utile finché resta strumento. Quando pretende di sostituire l’evidenza, diventa superstizione nel senso deteriore: cargo cult. La scienza chiede prove, non propiziazioni. Per questo i rituali buoni sono brevi, economici, falsificabili: se disturbano il dato, si cambiano; se aiutano, restano. Nessun dramma, nessun dogma.

Se volessimo distillare una guida pratica per tenere i riti dalla parte della ragione, potremmo scrivere che essi devono essere:

  • Piccoli e ripetibili: un minuto, sempre uguale.
  • Non intrusivi: non devono alterare protocollo e misure.
  • Orientati al processo: preparano la mente, non “chiamano” l’esito.
  • Sostituibili: se non servono più, si lasciano andare senza nostalgia.

Così il rito smette di essere una scialuppa contro il caso e diventa un metronomo: batte il tempo mentre facciamo ciò che davvero conta – osservare, ipotizzare, verificare. E quando, finalmente, il risultato arriva, non diremo “ha funzionato il portafortuna”, ma qualcosa di più adulto e più bello: ho lavorato bene, nel modo giusto.

Superstizioni d’alta quota

Anche oggi, tra scienziati e astronauti, i riti non mancano. Non chiedono fede: aiutano a respirare quando l’alea è alta.

  • Baikonur, la sosta più famosa. Da Gagarin in poi, i cosmonauti russi si fermano ancora accanto alla ruota posteriore del bus che li porta alla rampa. I maschi… urinano; alcune colleghe versano poche gocce da una fialetta, per tradizione. È un gesto semplice e spiazzante, nato dal bisogno e diventato rito: un modo per dire “si parte, ma restiamo umani”.
  • Cape Canaveral, liturgie di routine. In ambiente NASA abbondano abitudini “portaserenità”: la colazione di steak & eggs nel giorno di lancio, una mano di carte finché il comandante perde, e persino le noccioline “della fortuna” al JPL, nate con Ranger 7. Piccoli gesti che non spostano i numeri, ma allineano le teste.
  • Amuleti a gravità zero. Quasi ogni equipaggio porta a bordo un peluche: è simpatico, certo, ma soprattutto è un indicatore innocuo di microgravità — quando inizia a fluttuare, sai che sei in orbita. Una superstizione con funzione strumentale.
  • CERN, ironia ad alta energia. Nei corridoi del laboratorio circolano tazze, meme e particelle di peluche: l’autoironia come rito collettivo durante le fasi delicate dell’LHC. Non “propiziazioni”, ma talismani laici che ricordano che dietro al Bosone di Higgs ci sono persone. (Curiosità: esistono intere collezioni di plush del Modello Standard; persino Peter Higgs teneva il suo come fermacarte.)

La logica è sempre la stessa: abbassare il rumore interno. Che tu stia entrando in una Soyuz o accendendo un acceleratore, un rito minuscolo può trasformare l’ansia in gesto, e il gesto in attenzione operativa. Non cambia la fisica; cambia chi la maneggia. E, a quelle altitudini – letterali o metaforiche – è già tantissimo.

L’ultima mossa della ragione

La superstizione, vista da vicino, è spesso una regola empirica ante litteram: “ogni volta che faccio così, va meglio”. Una scorciatoia nata dall’esperienza. La domanda giusta non è crederci o no, ma perché sembra funzionare – e se funziona davvero. Qui la ragione fa la sua mossa: prende il rito, lo mette alla prova, lo tiene se aiuta il processo, lo lascia se inganna.

Newton cercava oro, e trovò leggi. Fermi mescolava carte, e scoprì il caso come alleato, non come nemico. Bohr appese un ferro di cavallo e ci ricordò che l’ironia può essere una forma di pensiero. Marie Skłodowska Curie guardò una fiala che brillava e trasformò l’incanto in misura. Feynman batteva i bonghi e convertiva l’ansia in attenzione.

Il punto è questo: i riti sono trampolini, non arrivi. Ti danno lo slancio per saltare, ma a metà aria devi affidarti alle prove. Quando la superstizione accetta questo patto – restare piccola, utile, rivedibile – smette di essere un alibi e diventa l’ultima cortesia che facciamo alla mente prima di chiedere alla realtà la sua risposta.

Epilogo

E se qualcuno mi chiedesse se credo nella fortuna, risponderei come Bohr: «No, ma mi hanno detto che funziona anche se non ci credi».

Poi, in silenzio, ripiegherei la mia vecchia maglia: i riti passano, il metodo resta.

Note e riferimenti

Gli scacchi della natura

Seconda metà degli anni Ottanta. Auletta di chimica in via Mezzocannone 4, allora Dipartimento di Chimica della Federico II di Napoli. Tra un esercizio di stechiometria, un ripasso di termodinamica, una chiacchiera e un panino veloce, si giocava a scacchi su una scacchiera malconcia dai pezzi spaiati. Qualche volta vincevo, più spesso perdevo. Poi sono passato alla ricerca e, piano piano, ho abbandonato la scacchiera. Errore: quel gioco non solo aiuta a staccare la testa, ma allena all’ipotesi, al controfattuale, al “se… allora” che è il respiro stesso del metodo scientifico. A ben guardare, gli scacchi sono una metafora sorprendentemente precisa della natura: mosse e contromosse, vincoli e possibilità. Dopo oltre trent’anni di distacco dal gioco, ho ripreso. Sono sempre una schiappa – anzi, pure peggio – ma la metafora scacchi–natura continua a intrigarmi.

La grammatica degli scacchi (in tre atti)

Una partita di scacchi è articolata in tre momenti, esattamente come in un esperimento ben impostato.

Apertura. I pezzi escono dai loro posti: cavalli e alfieri per primi. Si prende il centro, si mette al sicuro il re con l’arrocco. Non c’è fretta, ma c’è ordine: partire bene conta.

Mediogioco. La posizione si accende. Minacce che nascono, colonne che si aprono, case deboli da presidiare. Tattica e strategia si alternano come prove e controprove: una mossa chiama una risposta, l’equilibrio cambia di continuo.

Finale. Pochi pezzi, nessun rumore di fondo. Il re diventa un pezzo d’attacco, accompagna un pedone verso la promozione. Qui la precisione è tutto.

Due parole da tenere a portata di mano: scacco, quando il re è sotto attacco e va difeso subito; scacco matto, quando non esiste più alcuna mossa legale per salvarlo: fine della partita. Esiste anche la patta — stallo, ripetizione della posizione e altre vie di mezzo — ma resta un esito raro.

Quanto alle combinazioni possibili, sono vertiginose: l’ordine di grandezza del numero possibile di partite diverse è circa 10120, abbastanza da far sembrare la scacchiera un piccolo universo.

Le aperture della natura

In natura, come sulla scacchiera, l’apertura è decisiva. All’inizio non c’è un piano vero e proprio: si prova ciò che funziona. L’obiettivo è sempre lo stesso: trovare energia (luce, cibo), occupare spazio (nicchie), mettersi al sicuro (rifugi).

Il camaleonte si mimetizza: è un pedone coperto, avanza senza farsi notare.

Il falco pattuglia il cielo: è una regina, domina righe e diagonali e costringe gli altri pezzi a rispettarne il raggio d’azione.

Le zebre, in gruppo, creano un effetto “abbaglio”: centinaia di corpi striati che si sovrappongono e si muovono insieme confondono il predatore, che fatica a scegliere un bersaglio e a stimarne direzione e velocità.

I pesci palla e molte farfalle tossiche fanno il contrario: avvisano con colori accesi (aposematismo) – una sorta di gambetto: “mi vedi? Bene, lasciami stare”.

Come nelle buone aperture, valgono tre principi: sviluppo, centro, sicurezza del re. In ecologia diventano: attivare in fretta le funzioni utili (enzimi, sensi, comportamenti), occupare il cuore della nicchia (dove risorse e opportunità si incrociano), proteggere il “re” – la continuità del lignaggio – con rifugi, cure parentali, simbiosi. Le micorrize delle piante sono un arrocco riuscito: scambio zuccheri contro nutrienti minerali per stabilità e difesa.

E, come in ogni apertura, arriva subito la contromossa. Al veleno della pianta, alcuni insetti evolvono enzimi di detossificazione. Al mimetismo della preda, i predatori affinano il riconoscimento dei contorni e del movimento o cambiano tattica (più olfatto, più agguati). È già mediogioco che bussa alla porta: nell’evoluzione non vince chi “fa il punto” oggi, ma chi arriva alla prossima mossa.

Il mediogioco: mosse e contromosse

Nel mediogioco si costruiscono piani, si creano minacce, si occupano colonne aperte. In natura è lo stesso: strategie che si intrecciano, alleanze e conflitti che cambiano la posizione a ogni mossa.

Una pianta alza il livello di difesa con tossine o tessuti più duri: scacco. Alcuni insetti, selezionati nel tempo, sviluppano enzimi di detossificazione o cambiano dieta: controscacco.

L’essere umano introduce antibiotici: scacco ai batteri. I batteri rispondono con resistenze (bersagli modificati, pompe che espellono il farmaco): controscacco.

Predatore e preda si rincorrono: il ghepardo guadagna velocità, la gazzella investe in agilità e zig-zag. Ognuno cerca l’iniziativa, mai senza costo.

Nel mediogioco, infatti, ogni vantaggio ha un compromesso. Più difesa può voler dire meno crescita o un costo energetico aggiuntivo; i colori d’allarme proteggono da alcuni nemici, ma ti rendono più visibile ad altri. È una bilancia che oscilla, non un trofeo da mettere in bacheca.

Non c’è solo conflitto: ci sono cooperazioni vincenti. Piante e impollinatori si accordano su forme, tempi, profumi – come aprire linee per i propri pezzi e chiuderle all’avversario. Le comunità microbiche formano biofilm: sommando forze diventano più resistenti alle intemperie dell’ambiente, come una batteria di pezzi coordinati.

Il mediogioco della natura è questo: scacco, controscacco, riposizionamento. Un vantaggio di oggi può diventare vulnerabilità domani, se il contesto cambia o l’avversario trova la mossa giusta. L’obiettivo non è “vincere per sempre”, ma mantenere l’iniziativa – arrivare, ancora una volta, alla prossima mossa.

Il re: la sopravvivenza

Negli scacchi, tutto ruota attorno al re. In natura, il “re” non è un singolo individuo, ma la continuità della specie.

Ogni tratto utile si muove per questo obiettivo. La velocità della gazzella, le spine del cactus, il veleno del serpente: pezzi diversi che tengono lontano lo scacco. Le cure parentali, i semi in dormienza, la diapausa negli insetti sono difese posizionali: guadagnano tempo e protezione, come interporre un pezzo tra l’attacco e il re. Anche le strategie riproduttive cambiano l’assetto in campo: pochi figli molto curati oppure molti con poche risorse – piani diversi per tenere il re al riparo.

Quando la posizione peggiora, arriva lo scacco al re: habitat che svaniscono, nuovi predatori, malattie emergenti. Le popolazioni si assottigliano, la variabilità genetica cala: è un collo di bottiglia. Meno varianti significa meno mosse utili sulla scacchiera del futuro. Se la minaccia persiste e non c’è contromossa, lo scacco diventa matto: estinzione.

Proteggere il re, in natura, vuol dire mantenere opzioni: diversità genetica, plasticità comportamentale, reti di cooperazione (simbiosi, mutualismi), corridoi ecologici che permettono spostamenti. È lo scudo di pedoni davanti al re e l’arrocco fatto in tempo. Non per vincere una volta per tutte, ma per restare in partita – e arrivare alla prossima mossa.

Il finale: non esiste la patta

C’è solo una piccola differenza, non esattamente insignificante, tra scacchi e natura. Sulla scacchiera il pareggio è possibile. In natura no: la partita non si ferma mai. Finita una posizione, ne inizia un’altra – generazione dopo generazione – con pezzi, regole del campo ecologico e avversari che cambiano di continuo.

Nel finale degli scacchi contano poche risorse e molta precisione. In natura accade qualcosa di simile: quando le condizioni si fanno strette – habitat ridotti, risorse scarse, climi che oscillano – ogni mossa pesa di più. Piccole differenze di comportamento, dieta, tempismo riproduttivo diventano decisive come un pedone in promozione.

Non esiste un vero stallo: ciò che oggi sembra equilibrio domani si rompe. Una siccità prolungata, un nuovo patogeno, una barriera che cade: il quadro si rimescola e la posizione “patta” svanisce. A volte è zugzwang – non muovere è impossibile, ma qualunque mossa ha un costo. Alcune linee si spengono, altre si differenziano in nuove specie, qualcuna migra e riapre il gioco altrove.

Le estinzioni sono scacchi matti locali; le ricolonizzazioni e le nuove nicchie sono aperture che ripartono da zero. Ma non c’è “game over” universale: è un torneo senza tregua in cui i pezzi non si rimettono mai al loro posto. L’unico obiettivo resta quello di tutta la partita: arrivare alla prossima mossa.

Epilogo: un sorriso dal bordo della scacchiera

La prossima volta che perderò a scacchi non me la prenderò: dirò che stavo testando la resilienza del mio “lignaggio scacchistico”. Se poi dovesse arrivare uno scacco matto in dieci mosse, pazienza: avrò contribuito alla biodiversità delle aperture sbagliate.

Quando sbaglio un tatticismo lo chiamo mimetismo difettoso; quando mi dimentico l’arrocco, è fallimento simbiotico (niente micorrize oggi). Se mi inchiodano in zugzwang, brindo alla scienza: esperimento riuscito – qualunque mossa ha un costo, quindi scelgo quella che fa ridere di più.

E se qualcuno mi chiede perché continuo a giocare, rispondo che sto facendo citizen science: raccolgo dati su come NON si vince. In fondo, la natura non premia chi fa il punto una volta, ma chi arriva alla mossa successiva. E io, perdente seriale ma curioso, ci arrivo sempre… magari con l’eleganza di un pedone coperto e l’ottimismo di chi sogna la promozione. Poi, certo, di solito promuovo… a regina avversaria. Ma questa è un’altra storia.

Share