La scienza del 2020 ha avuto per protagonista assoluto un microbo che ci ha messo in ginocchio. Circa mille volte più piccolo del diametro di un capello, costituito da un involucro di proteine che racchiude una trentina di geni, Sars-Cov-2 è ora il virus più studiato della storia, continua il dott. Dario Sannino. Molti successi, ma anche passi falsi, di quest’anno sono legati al nuovo coronavirus e allo sforzo interdisciplinare di fermarlo.
Ma il 2020 è stato un altro anno notevole per il volo spaziale, l’informatica e le tecnologie verdi. Sullo sfondo la crisi climatica non aspetta, ma ci sono alcune novità positive. Ecco il bilancio di un anno più difficile di altri, anche per la scienza.
La lotta globale a Covid-19
Il rischio di una nuova pandemia era stato previsto, da ben prima del 2020. No, non da Bill Gates, ma da chi i virus li studia. Questa consapevolezza, però, non è stata sfruttata a sufficienza, e il mondo si è ritrovato con la guardia abbassata (anche se in maniera molto diseguale). Se la crisi ha trovato buona parte del mondo impreparata, nella lotta al Covid-19 sono stati ottenuti risultati importanti a tempo record.
La prima sequenza genomica di Sars-Cov-2 è stata condivisa dal laboratorio di Zhang Yongzhen lo scorso gennaio. Meno di un anno dopo le persone stanno ricevendo i primi vaccini con autorizzazione di emergenza. Tra questi ci sono anche i primi vaccini a mRna della storia. Un’impresa che sarebbe stata impossibile senza consistenti finanziamenti pubblici. Le risorse stanziate hanno permesso di comprimere in pochi mesi i test necessari a stabilire l’efficacia e la sicurezza dei vaccini, e di fabbricare le prime scorte ancor prima del via libera.
Sono le prime vere armi contro Covid-19, perché purtroppo la ricerca di terapie finora ha dato risultati limitati. Il loro impatto, però, non dipenderà solo dalla scienza e dalle incognite come le nuove varianti. Sfide logistiche e strategiche a parte, per l’immunizzazione servirà curare anche la comunicazione di questa impresa. Non tanto, o non solo, per la chiassosa minoranza dei cosiddetti no vax, ma perché i cittadini hanno diritto essere trattati da adulti. In tutto il mondo le istituzioni dovranno dimostrare di essere degne della loro fiducia, senza paternalismi.
La medicina nell’ombra del coronavirus
Continua nel frattempo la guerra di posizione all’hiv. Se gli ultimi dati ci dicono che i contagi tendono a calare, troppe diagnosi sono tardive. La nuova pandemia potrebbe aumentare le già grandi disuguaglianze nell’accesso alle terapie tra i paesi più ricchi e quelli più poveri, e non bisogna abbassare la guardia. Per fortuna l’Oms registra anche che finora i paesi più vulnerabili sono riusciti a gestire piuttosto bene lo shock. I laboratori dedicati ai test per hiv e tubercolosi si sono adattati rapidamente per rispondere anche all’emergenza Covid, e le interruzioni dei servizi ai sieropositivi sono state limitate.
Il vaccino purtroppo manca ancora. Il test di un vaccino candidato, cominciato in Sud Africa nel 2016, è stato interrotto a febbraio perché non funzionava. Lo stesso vale per la cura: nonostante alcune notizie promettenti una terapia di massa capace di eradicare il virus non esiste ancora. Una recente ricerca che fotografa in dettaglio l’infezione potrebbe aprire nuove strade.
Il 2020 ha visto anche scomparire la poliomelite selvaggia dal continente africano. Significa che è stato dichiarato eradicato l’ultimo dei ceppi naturalmente presenti (escludendo quindi i rari casi derivati dal vaccino attenuato). La polio rimane endemica solo in Pakistan e Afghanistan. Un risultato importante, specialmente in un anno dove la nuova pandemia ha rallentato le campagne vaccinali in diversi paesi africani.
Continua la rivoluzione Crispr
Nell’anno del Nobel a Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna, la loro tecnologia Crispr/cas9 continua a confermarsi il coltellino svizzero delle biotecnologie. Dai test rapidi per il coronavirus (in sviluppo da Doudna) alle terapie avanzate contro cancro e malattie neurodegenerative, l’editing genomico ci fa ben sperare. Rimane alta l’attenzione sul suo possibile abuso, come è successo nel caso dei bambini con genoma modificato nati nel 2019. In teoria la modifica avrebbe dovuto renderle resistenti all’hiv, in pratica l’esperimento non aveva basi etiche, né mediche. Quest’anno nuovi studi hanno confermato i rischi di modifiche indesiderate e impreviste nella manipolazioni di embrioni umani.
Lo spazio è ancora dei robot
L’esplorazione spaziale con le sonde robotizzate è diventata talmente avanzata che è (quasi) lecito chiedersi a cosa servano gli astronauti. Quest’anno siamo di nuovo atterrati su un asteroide con la missione Nasa Osiris-Rex, e un carico di rocce lunari è stato riportato sulla Terra dalla missione cinese Chang’e 5. Anche Hayabusa 2 ha terminato la sua missione principale sganciando sulla Terra i campioni prelevati dall’asteroide Ryugu. Dita incrociate per Perseverance, il nuovo rover marziano che ora è in viaggio verso Marte per dare man forte a Curiosity (ha anche un elicottero). Sulla rotta del Pianeta Rosso anche Hope, la sonda orbitale dell’Arabia Saudita, e Tianwen 1, con un lander e un rover cinese. Ennesimo rinvio invece per il rover europeo di Exomars, battezzato Rosalind Franklin. Doveva partire a luglio, se ne riparla nel 2022.
I preparativi per l’esplorazione umana
Anche quest’anno gli astronauti non sono andati oltre la Stazione spaziale orbitale, ma la grande novità è il rimpiazzo dello Shuttle, cioè la capsula made in Usa Crew Dragon, sviluppata dall’agenzia aerospaziale privata SpaceX. Sono cominciati anche i test con i prototipi di veicoli riutilizzabili che promettono di riportare gli esseri umani sulla Luna e poi finalmente su Marte. Ora sappiamo anche che la prima è più ricca di acqua di quanto pensavamo, e che sul secondo c’è un sistema di laghi salati che si cela sotto la superficie.
L’astrobiologia e la radioastronomia in generale quest’anno perdono anche uno dei suoi simboli, il radiotelescopio di Arecibo, che è stato danneggiato in modo irreparabile. Intanto il satellite Gaia dell’Esa ci sta mostrando la via Lattea a un livello di dettaglio mai visto prima.
La crisi climatica non aspetta
I lockdown nel mondo hanno fatto precipitare le emissioni climalteranti, ma non c’è nulla fa festeggiare. La concentrazione di CO2 in atmosfera nel 2020 è comunque da record, così come le temperature registrate. La pandemia non serve a limitare nel lungo periodo le emissioni, né a interrompere la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Ci sono però alcuni segnali incoraggianti.
Se quest’anno gli Usa si sono ufficialmente ritirati dall’accordo di Parigi, il nuovo presidente ha assicurato invertirà la rotta. Inoltre a sorpresa la Cina ha annunciato piani ambiziosi, che prevedono il picco delle emissioni nazionali per il 2030. Se alle parole seguiranno i fatti, cioè si comincerà ad agire nel breve termine, gli obiettivi dell’accordo di Parigi potrebbero diventare raggiungibili.
Oltre alla politica aiuta anche la tecnica. Al netto del greenwashing le energie rinnovabili diventano sempre più popolari, mentre almeno le fonti più inquinanti, come il carbone, sembrano avviarsi sul viale del tramonto. Certo è ancora troppo poco, troppo tardi, e bisogna fare attenzione a chi vorrebbe riciclare i sempre più economici combustibili fossili in forma di plastica. Ma cerchiamo di vedere il bicchiere mezzo pieno: la transizione energetica avanza. Se poi si concretizzerà il sogno della fusione nucleare, tanto meglio. Per ora accontentiamoci dei risultati dell’esperimento Borexino, che ci ha mostrato come funziona nel Sole.
Le frontiere dell’informatica
Alla fine del 2019 Google aveva annunciato la supremazia quantistica: il suo computer quantistico Sycamore, basato su materiali superconduttori, era riuscito a risolvere rapidamente calcoli impossibili per i calcolatori tradizionali. Lo stesso processore quest’anno è stato usato per simulare una reazione chimica, cioè i cambiamenti di configurazione di una molecola organica di quattro atomi chiamata diazina. Anche se simulazioni come questa sono alla portata dei calcolatori tradizionali, è la prima volta che un computer quantistico riesce nell’impresa, e apre la strada a simulazioni più complesse.
Nel 2020 Jiuzhang, un altro computer quantistico ha confermato che la supremazia quantistica è possibile eseguendo in 200 secondi un calcolo che richiederebbe 600 milioni di anni ai più veloci computer. Jiuzhang è basato sulla fotonica, quindi usa princìpi diversi da Sycamore, dimostrando che non esiste una sola strada alla computazione quantistica.
Si festeggiano nuovi traguardi anche per l’intelligenza artificiale. Aphafold, il programma Ia di Deepmind (Google) è riuscito a prevedere con successo la struttura 3d di una proteina a partire dagli aminoacidi di cui è composta, sbaragliando la concorrenza della biennale competizione Casp (Critical Assessment of protein Structure Prediction). Non significa ancora che possiamo gettare alle ortiche le tecniche precedenti, ma sembra l’inizio di una rivoluzione.
L’intelligenza artificiale continua a conquistare il mondo intorno a noi, e questo richiede attenzione. Non per paura della leggendaria singolarità, cioè l’emergere di una macchina intelligente, ma perché questa tecnologia in molti ambiti ha già dimostrato di automatizzare i nostri pregiudizi, per esempio nelle applicazioni di riconoscimento facciale.
Le fragilità della scienza
A febbraio un team di ricercatrici italiane dell’Istituto Spallanzani di Roma ha isolato uno dei ceppi del coronavirus, ma quello che è successo dopo rivela alcuni grandi problemi ancora da risolvere. Schiere di politici, infatti, si sono affrettati a celebrare il risultato gonfiandone a dismisura la portata come ricerca made in Italy. La realtà, come ha specificato il direttore dell’Istituto, è che i fondi arrivano da bandi europei, perché in Italia alla ricerca toccano le briciole. Come se non bastasse le scienziate protagoniste sono state spesso definite come signore, ragazze, angeli del virus, team in rosa, e spesso chiamate per nome di battesimo. Succede nel 2020, anno in cui secondo Nature le scienziate nel mondo hanno inviato meno studi rispetto agli uomini, probabilmente perché penalizzate rispetto ai colleghi nel lavoro di cura dei figli.
A proposito del finanziamento pubblico della ricerca, durante l’estate è stata lanciata la proposta di un raddoppio degli investimenti, passando dall’attuale 0,5 del Pil all’1,1 per il 2026, mettendo quindi il paese sulla scia della Germania. È il cosiddetto Piano Amaldi, ma l’appello non sembra aver fatto ancora breccia.
La pandemia ha stimolato moltissimo l’uso dei preprint, cioè la pubblicazione diretta delle bozze degli studi, prima della peer review e della pubblicazione su riviste specializzate. Queste ultime poi hanno anche accelerato i tempi di pubblicazione, dando la precedenza agli articoli sul coronavirus. Se i preprint hanno velocizzato la condivisione delle conoscenze, nel torrente di pubblicazioni di quest’anno sono anche finite molte ricerche discutibili, ma va detto che anche l’attuale meccanismo di peer review non è certo a prova di bomba.