Le Scienze, n. 478

2008·15 MB·Italian

ASTROBIOLOGIA
piante
Il colore delle su altri mondi
Scordatevi gli alieni verdi.
Su altri mondi le piante
potrebbero essere rosse, blu o addirittura nere
di Nancy Y. Kiang
IN SINTESI a prospettiva di trovare forme di vita extraterrestri
non è più un'esclusiva della fantascienza. Invece
• Quale colore avranno le piante
Ldi aspettare che gli alieni vengano da noi, abbiamo
aliene? La domanda ha
iniziato a cercarli. Potremmo non trovare civiltà tecnologi-
importanza scientifica perché il
colore della superficie di un camente avanzate, ma possiamo cercare le «firme biologi-
pianeta può rivelare se c'è vita, in che», i segni fisici e chimici caratteristici dei processi fonda-
particolare se ci sono organismi mentali della vita. Al di là del sistema solare, gli astronomi
che raccolgono la luce hanno scoperto oltre 200 pianeti in orbita attorno ad altre
proveniente dalla stella attorno a stelle. Non sappiamo ancora se ospitino o meno la vita, ma
cui orbita grazie alla fotosintesi. è questione di tempo. Nel luglio 2007 è stata confermata la
• La fotosintesi è adattata allo presenza di vapore acqueo in un pianeta extrasolare stu-
spettro della luce che raggiunge diando il passaggio della luce di una stella nell'atmosfera
gli organismi, che a sua volta del pianeta stesso. E le agenzie spaziali stanno sviluppando
dipende dalla radiazione emessa telescopi che cercheranno segni di vita in pianeti simili alla
dalla stella e dagli effetti di Terra osservandone lo spettro luminoso.
filtraggio dell'atmosfera e, per gli La fotosintesi, in particolare, potrebbe produrre «firme»
organismi acquatici, dell'acqua
evidenti. Ma è plausibile che avvenga su altri pianeti? La
allo stato liquido.
risposta è sì. Sulla Terra la fotosintesi ha tanto successo da
• La fotosintesi si potrebbe costituire la base di quasi tutte le forme di vita. Anche se
alimentare con luce di colori alcuni organismi vivono grazie al calore e al metano delle
compresi tra il viola profondo e
bocche idrotermali oceaniche, i ricchi ecosistemi sulla su-
l'infrarosso vicino. Intorno a stelle
perficie del nostro pianeta dipendono dalla luce del Sole.
più calde e più blu del Sole, le
Le firme biologiche della fotosintesi potrebbero essere di
piante assorbiranno luce blu e
due tipi: gas atmosferici prodotti per via biologica, come
avranno un colore verde, giallo o
ossigeno e ozono; una colorazione della superficie che in-
rosso. Intorno a stelle più fredde i
pianeti ricevono meno luce dichi la presenza di pigmenti specializzati, come la clorofil-
visibile, e le piante cercherebbero la. L'idea di cercare questi pigmenti non è nuova. Un secolo
forse di assorbirne il più possibile, fa gli astronomi hanno cercato di attribuire il cambiamen-
il che le farebbe apparire nere. to stagionale del colore di Marte verso tonalità più scure
TERRA ROSSA, TERRA VERDE, TERRA BLU. Il tipo di stella determina il tipo di vita che prospera sul pianeta. Le
stelle di tipo M (nane rosse) sono deboli, perciò le piante potrebbero essere nere per assorbire tutta la luce
disponibile. Le stelle di tipo M giovani «cuociono» periodicamente la superficie dei pianeti con i loro brillamenti
ultravioletti, quindi ogni eventuale organismo dovrebbe essere acquatico. Il nostro Sole è di tipo G. Intorno
alle stelle di tipo F, le piante potrebbero ricevere troppa luce, e avere bisogno di rifletterne la maggior parte.
42 LE SCIENZE
di assorbimento, il centro di reazione si è adattato
Cronologia della fotosintesi sulla Terra L'AUTORE
ad assorbire i fotoni con energia più bassa dispo-
nibile. Sulla superficie della Terra, i fotoni rossi so-
La fotosintesi si è evoluta presto V Formazione della Terra Prima presenza, nelle rocce, di ossigeno atmosferico (2,4-2,3 Ga) v Oggi •
nella storia della Terra. La no allo stesso tempo i più abbondanti e quelli con
• •
velocità con cui è emersa fa 3,4 Ga 2,7 Ga 1,2 Ga • 0,75 Ga • 0,475 Ga • • 0,423 Ga energia più bassa all'interno dello spettro visibile.
pensare che non si sia trattato di Per gli organismi fotosintetici subacquei, i foto-
I
un caso fortuito, e che possa I Primi batteri fotosintetici Cianobatteri Alghe rosse e marroni I Alghe verdi Prime piante di terraferma I Piante vascolari ni più abbondanti non sono necessariamente quel-
verificarsi anche su altri mondi. Assorbivano la luce infrarossa e non Questi batteri, presenti Questi organismi hanno Le alghe verdi Muschi, licheni, epatiche e briofite Sono le piante a noi più li rossi. Le nicchie di luminosità cambiano con la
Man mano che gli organismi quella visibile, e producevano zolfo dappertutto, sono stati i primi strutture cellulari più complesse crescono meglio di sono discendenti delle alghe verdi. familiari, come felci, erbe, profondità perché la luce è filtrata dall'acqua, dalle
o composti solforati al posto a produrre ossigeno. Assorbono di quelle dei batteri. Come quelle rosse o marroni Data la mancanza di strutture alberi e cactus. Sono in
viventi liberavano gas che dell'ossigeno. I loro pigmenti (forse la luce visibile attraverso i cianobatteri, contengono nella forte luce delle vascolari (steli e radici) capaci grado di far crescere alte sostanze disciolte e dagli organismi degli strati su-
modificavano le condizioni di
batterioclorofille) erano predecessori un insieme di pigmenti: pigmenti ficobilinici insieme acque poco profonde. di attingere l'acqua dal suolo, non coperture fogliari per periori. Il risultato è una stratificazione delle forme
luce da cui dipendevano, furono della clorofilla. ficobiline, carotenoidi e varie a varie forme di clorofilla. Fanno a meno delle riescono a crescere in altezza. catturare un maggiore di vita in funzione dei loro pigmenti. Gli organi-
obbligati a evolvere nuovi colori. forme di clorofilla. ficobiline. quantità di luce. smi degli strati inferiori hanno pigmenti adattati ad 'V\''' è biometeorologa
al NASA Goddard Institute for Space
assorbire i colori che rimangono dopo aver attra-
Studies della Columbia University.
alla crescita della vegetazione e hanno studiato lo piante hanno foglie rosse, mentre alghe e batteri fo- ne. Ciascun fotone in gioco deve avere una certa versato gli strati superiori. Per esempio alghe e cia- È specializzata nella simulazione
spettro della luce riflessa dalla superficie alla ricer- tosintetici mostrano un arcobaleno di colori. I bat- energia minima per guidare le reazioni. nobatteri hanno pigmenti accessori chiamati fico- al computer delle interazioni
ca di tracce di piante verdi. Un problema di questa teri purpurei, per esempio, assorbono la radiazione Il modo in cui le piante raccolgono la luce del biline che assorbono i fotoni verdi e gialli. I batteri tra gli ecosistemi e l'atmosfera,
strategia fu scoperto da H.G. Wells, che in La guerra infrarossa, invece della luce visibile. Quali saranno Sole è una meraviglia della natura. I pigmenti fo- che non producono ossigeno (anossigenici) hanno che contribuiscono alla regolazione
del clima. È inoltre membro
dei mondi ha immaginato uno scenario diverso: «Su le forme dominanti su altri pianeti? E come le rico- tosintetici, come la clorofilla, non sono moleco- diverse forme di batterioclorofilla che assorbono
del Virtual Planetary Laboratory,
Marte, il regno vegetale, invece di avere come colo- nosceremo? La risposta dipende da come la fotosin- le isolate, ma funzionano in rete, un po' come una la luce nel rosso estremo e nell'infrarosso vicino,
un gruppo di lavoro del NASA
re dominante il verde, è di una vivida tonalità rosso tesi si adatta alla luce di una stella diversa dal Sole, schiera di antenne, ciascuna progettata per assorbi- l'unica luce che penetra nelle profondità fangose. Astrobiology Institute, che studia
sangue». Anche se oggi sappiamo che su Marte non filtrata da un'atmosfera diversa da quella terrestre. re fotoni di una certa frequenza. La clorofilla assor- Gli organismi adattati a vivere in condizioni di come individuare la vita su altri
c'è vegetazione, Wells aveva previsto che le piante be la luce rossa e quella blu; i pigmenti carotenoidi bassa luminosità crescono più lentamente, perché mondi. Kiang è inoltre una
di altri pianeti potrebbero non essere verdi. Racc 2re la luce (a cui si devono i rossi e i gialli delle foglie autun- devono fare uno sforzo maggiore per raccogliere produttrice e regista indipendente:
nei festival cinematografici ha
La Terra stessa ha una grande diversità di orga- Per capire come funziona la fotosintesi su altri nali) privilegiano una tonalità leggermente diversa la luce disponibile. Sulla superficie della Terra, do-
circolato il suo cortometraggio
nismi fotosintetici oltre alle piante verdi. Alcune pianeti, vediamo prima come funziona sulla Ter- di blu. Tutta questa energia è indirizzata verso una ve la luce è abbondante, sarebbe svantaggioso per intitolato Solidarity.
ra. Misurato sulla superficie, lo spettro della luce speciale molecola di clorofilla che fa parte di un
e solare presenta un picco nel blu-verde: per questo centro di reazione, dove avvengono le reazioni chi-
gli scienziati sono rimasti a lungo perplessi sul fat- miche che scindono l'acqua e liberano l'ossigeno. Segni di vita
to che le piante riflettono il verde, sprecando quel- Il trasferimento di energia è la chiave per capire
Luce solare Luce riflessa I pigmenti che raccolgono la luce negli organismi
fotosintetici assorbono preferenzialmente i fotoni la che sembra la luce migliore disponibile. La rispo- il colore delle piante. Il complesso di molecole nel Oltre ai colori riflessi dalle piante, le seguenti caratteristiche potrebbero indicare la
di determinati colori e diffondono gli altri. L'energia sta è che la fotosintesi non dipende dalla quantità centro di reazione dà il via alle reazioni solo se ri- presenza della vita.
dell'energia luminosa, ma dall'energia dei singoli ceve un fotone nel rosso o una quantità equivalen-
dei fotoni viene trasmessa attraverso una rete Ossigeno (02) più acqua (H20). Anche su un mondo senza vita, la luce della stella
fotoni e dal numero totale di fotoni che compon- te di energia in altra forma. Per sfruttare i fotoni
di molecole di pigmento fino a un centro di reazione, madre produce una piccola quantità di ossigeno in atmosfera, scindendo il
che scinde l'acqua liberando elettroni ad alta energia gono la luce. I fotoni blu trasportano più energia blu, i pigmenti lavorano di concerto per convertir- vapore acqueo. Ma il gas viene rapidamente eliminato dalle piogge, e
per le reazioni biochimiche. rispetto a quelli rossi, che però sono emessi dal So- ne l'energia elevata in energia più bassa (più rossa), consumato nell'ossidazione di rocce e gas vulcanici. Di conseguenza, se un
le in numero maggiore. Le piante sfruttano i foto- un po' come la serie di trasformatori-riduttori che, pianeta dotato di acqua liquida presenta abbondanza di ossigeno deve esserci
Elettrone libero ni blu per la loro energia e quelli rossi perché sono un passo alla volta, convertono i 132.000 volt del- qualche altra fonte del gas. Il miglior candidato è la fotosintesi ossigenica.
(porta ad altre reazioni)
numerosi. Quelli verdi, che si trovano tra i rossi e i le linee elettriche ad alta tensione ai 220 volt delle
Ozono (03). Nella stratosfera terrestre la radiazione scinde l'ossigeno, che poi si
blu, non arrivano in numero sufficiente e non han- prese domestiche. Il processo ha inizio quando un
ricombina in ozono. Insieme all'acqua, l'ozono costituisce un forte segno di vita. Mentre
no energia appetibile. Quindi sono meno utili, e le fotone nel blu colpisce un pigmento che assorbe in l'ossigeno può essere individuato nelle lunghezze d'onda del visibile, l'ozono può
piante si sono adattate ad assorbirne pochi. quella banda dello spettro e cede la propria energia essere rilevato nell'infrarosso, il che per alcuni telescopi risulta più facile.
Il processo base della fotosintesi, quello che fis- a uno degli elettroni della molecola. Quando l'elet-
Metano (C114) più ossigeno o cicli stagionali. È difficile che si realizzi
sa un atomo di carbonio (ottenuto dall'anidride trone ritorna allo stato originario libera energia, ma
compresenza di ossigeno e metano in assenza di fotosintesi. E anche un ciclo
carbonica, CO2) in una molecola di uno zuc- a causa di perdite energetiche di tipo termico e vi-
stagionale in cui le concentrazioni di metano salgono e scendono sarebbe un
chero semplice, ha bisogno di almeno otto brazionale ne libera meno di quella assorbita.
indicatore della presenza di vita. Su un pianeta morto, il livelli di metano sono
fotoni. Uno serve a spezzare un legame os- La molecola del pigmento non libera ener- costanti, con un lento declino nel tempo via via che la luce ne scinde le molecole.
sigeno-idrogeno dell'acqua (1120) in modo gia sotto forma di un nuovo fotone, ma come in-
Cloruro di metile (CH3C1). Sulla Terra è prodotto dalla vegetazione che brucia
da ottenere un elettrone da usare nelle re- terazione elettrica con un altro pigmento. Questo
(principalmente, incendi nelle foreste) e dall'azione della luce sul plancton e sul cloro
azioni biochimiche. Per produrre una mo- pigmento, a sua volta, libera meno energia rispet-
dell'acqua di mare, ed è distrutto per ossidazione. Ma la radiazione relativamente
lecola di ossigeno (02) si devono scindere 52, to a quella ricevuta, e il processo continua fino a
debole di una stella di tipo M potrebbe consentirne l'accumulo a livelli osservabili.
quattro legami ossigeno-idrogeno. Per for- quando l'energia del fotone blu non viene ridotta a
Ossido nitroso (N20). Con la decomposizione dei vegetali, si libera azoto in forma
mare lo zucchero, a ognuno dei quattro fo- quella del rosso. In modo analogo, questa schiera di
di ossido nitroso. Le fonti abiotiche di questo gas, come i fulmini, sono trascurabili.
toni già impiegati se ne affianca almeno un pigmenti è in grado di convertire il ciano, il verde o
altro per alimentare un secondo tipo di reazio- il giallo in rosso. E visto che è alla fine della catena

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TIPO STELLARE: M (matura) TIPO STELLARE: M (giovane) TIPO STELLARE: G TIPO STELLARE: F
MASSA*: 0,2 MASSA*: 0,5 Le curve qui sotto mostrano lo MASSA*: 1,4
Il colore dei pianeti dipende dallo spettro della luce della stella, LUMINOSITÀ*: 0,0044 LUMINOSITÀ*: 0,023 spettro della luce solare sulla Terra. LUMINOSITÀ*: 3,6 fere hanno chiome coniche che catturano con ef-
che gli astronomi possono osservare con facilità, e dal modo in DURATA: 1000 miliardi di anni DURATA: la fase dei brillamenti DURATA: 10 miliardi di anni DURATA: 3 miliardi di anni ficienza la luce del Sole alle alte latitudini, dove
cui questa viene filtrata da aria e acqua, che i ricercatori DISTANZA ORBITALE DEL PIANEIA durai miliardo di anni DISTANZA ORBITALE DEL PIANEIA DISTANZA ORBITALE DEL PIANETA è più radente; le piante adattate all'ombra hanno
(NEL MODELLO): DISTANZA ORBITALE DEL PIANETA (NEL MODELLO): (NEL MODELLO):
simulano in base alla probabile composizione dell'atmosfera e 0,07 unità astronomiche (NEL MODELLO): 1 unità astronomica 1,69 unità astronomiche antocianine che fanno da schermo contro l'ecces-
agli effetti della vita stessa. 0,16 unità astronomiche so di luce. In più la clorofilla non è solo adattata al-
* rispetto al Sole
la composizione dell'atmosfera ma contribuisce a
I pigmenti della fotosintesi LA LUCE DELLA STELLA mantenerla costante, un ciclo grazie a cui il nostro
assorbono diverse gamme di Prima di entrare nell'atmosfera, pianeta rimane verde. Forse un nuovo passo evolu-
lunghezze d'onda. Tutte le la luce proveniente dalla stella 6 x1021
piante di terraferma si basano ha un suo spettro. La sua forma tivo favorirà un organismo capace di vivere all'om-
complessiva è determinata
sulle clorofille ae b e su un 4 x1021 bra del fogliame grazie a ficobiline che assorbono
dalla temperatura superficiale
insieme di pigmenti
della stella, con alcuni luce verde e gialla. Ma con ogni probabilità gli or-
carotenoidi. Alghe e
avvallamenti dovuti a fenomeni
cianobatteri usano pigmenti ganismi degli strati superiori rimarranno verdi.
di assorbimento nell'atmosfera
chiamati ficobiline. della stella stessa.
9re il mondo di rosso
ASSORBIMENTO RELATIVO
SUPERFICIE
Nella ricerca di pigmenti fotosintetici in un altro
Clorofilla a I gas dell'atmosfera assorbono Picco (451 nm)
la luce in maniera non uniforme, 6x1021 sistema solare, gli astronomi devono essere pron-
modificando il colore del picco
ti a vedere un pianeta in tutti i possibili stadi del-
e introducendo bande di
I
assorbimento, ovvero lunghezze la sua evoluzione. Per esempio potrebbero scoprire
d'onda che risultano bloccate.
un pianeta simile alla Terra di due miliardi di anni
La conoscenza di queste bande
Clorofilla b è migliore nel caso della Terra fa. E dovrebbero anche considerare l'ipotesi che gli
(stella di tipo G).
organismi extrasolari abbiano sviluppato capacità
che quelli terrestri non hanno, come scindere l'ac-
SOTPACQUA
L'acqua tende a trasmettere qua con fotoni di lunghezza d'onda maggiore.
la luce blu e ad assorbire
Carotenoidi La lunghezza d'onda più elevata osservata nella
quella rossa e infrarossa.
I grafici qui accanto sono fotosintesi sulla Terra è intorno ai 1015 nanometri
relativi a profondità di 5 e 60
Ficoeritrina Ficocianina centimetri, rispettivamente. (nell'infrarosso), nei batteri purpurei anossigenici.
Per la stella M matura è 2 x1021 Per la fotosintesi ossigenica è di circa 720 nanome-
illustrato il caso
tri, in un cianobatterio marino. Ma le leggi della fi-
di un'atmosfera a basso
contenuto di ossigeno. sica non fissano un limite. Molti fotoni di lunghez-
400 500 600 700 500 oo - 1500 500 1000 1500
za d'onda elevata potrebbero dare lo stesso risultato
Lunghezza d'onda (nanometri) Lunihezza d'onda (nm);-01P. Lunghezza d'onda (nm) onda (nm)
di pochi fotoni di lunghezza d'onda inferiore.
Il fattore limitante non è la realizzabilità di nuo-
vi pigmenti ma lo spettro della luce disponibile sul-
le piante fabbricare pigmenti non necessari, quindi fotoni con lunghezza d'onda breve emessi dal So- te perché protegge dalla radiazione UV, uno scudo la superficie del pianeta, che dipende dalla stel-
selezionano i colori da sfruttare. E queste pressioni le e dall'assorbimento nell'ultravioletto dell'ozono. essenziale vista l'assenza di ozono nell'atmosfera. la intorno a cui orbita. Gli astronomi classificano
selettive dovrebbero agire anche su altri mondi. All'estremo rosso, il limite è definito dalle linee di Quei primissimi organismi fotosintetici erano bat- le stelle in base al colore, legato a temperatura, di-
Così come le creature acquatiche si sono adattate assorbimento dell'ossigeno. Il picco di abbondan- teri subacquei che assorbivano fotoni infrarossi. mensione e durata. Solo alcuni tipi di stelle vivono
alla luce filtrata dall'acqua, quelle sulla terraferma za dei fotoni è spostato dal giallo al rosso (intor- Le loro reazioni coinvolgevano idrogeno, acido abbastanza a lungo da permettere l'evoluzione di
si sono adattate alla luce filtrata dai gas atmosferi- no ai 685 nanometri) a causa dell'ampia assorban- solfidrico o ferro invece dell'acqua, quindi non pro- forme di vita complesse. Si tratta, elencandole dal-
ci. All'estremo superiore dell'atmosfera, i fotoni più za dell'ozono in tutto lo spettro visibile. Le piante ducevano ossigeno in forma gassosa. La fotosinte- le più calde alle più fredde, delle stelle di tipo F, G, K
abbondanti sono nel giallo (con lunghezza d'onda si sono adattate a questo spettro, in larga parte do- si che genera ossigeno dei cianobatteri oceanici è e M. Il Sole è una stella di tipo G. Le stelle di tipo F
tra 560 e 590 nanometri). Il numero di fotoni dimi- vuto all'ossigeno. Ma sono state proprio le pian- iniziata 2,7 miliardi di anni fa, e il livello di ossige- sono più grandi, più luminose e più blu, e impiega-
Per prevedere
nuisce gradualmente a lunghezze d'onda più alte e te, all'inizio, a far arrivare l'ossigeno in atmosfera. no nell'atmosfera è salito lentamente, favorendo la no un paio di miliardi di anni per esaurire il proprio
bruscamente a lunghezze d'onda più corte. Quando Quando sulla Terra sono apparsi i primi organismi formazione dello strato di ozono, e permettendo la il colore delle combustibile. Le stelle di tipo K e M sono più picco-
la luce del Sole attraversa gli strati superiori dell'at- fotosintetici, l'atmosfera era priva di ossigeno, per- nascita delle alghe rosse e brune. Quando le acque le, più fioche e più rosse, e durano più a lungo.
piante aliene ci
mosfera, il vapore acqueo assorbe la luce infrarossa ciò essi dovevano usare pigmenti diversi dalla clo- superficiali erano ormai al riparo dagli UV, si sono Intorno a ciascuna di queste stelle c'è una zona
in numerose bande a lunghezze d'onda superiori ai rofilla. Solo con il passare del tempo, via via che la evolute le alghe verdi, prive di ficobiline e più adat- vogliono esperti abitabile, un intervallo di orbite dove i pianeti han-
700 nanometri. L'ossigeno mostra linee di assorbi- fotosintesi alterava la composizione dell'atmosfera, te alla luce brillante delle acque superficiali Infine, no una temperatura che permette la presenza di ac-
di vari campi:
mento - strette bande di lunghezze d'onda bloccate la clorofilla è emersa come pigmento ottimale. due miliardi di anni dopo l'inizio dell'accumulo di qua liquida. Nel sistema solare la zona abitabile è
dal gas - a 687 e 761 nanometri: l'ozono (03) stra- Le prove fossili della fotosintesi sono datate in- ossigeno in atmosfera, alcune discendenti delle al- dagli astronomi un anello entro cui si trovano le orbite della Terra
tosferico assorbe fortemente nell'ultravioletto (UV). torno ai 3,4 miliardi di anni fa, ma alcuni fossili più ghe verdi sono arrivate sulla terraferma. e di Marte. Per una stella di tipo F, la zona abitabi-
ai fisiologi
Mettendo tutto insieme: l'atmosfera delimita al- antichi presentano segni di un probabile processo E poi è esplosa la complessità della vita vegeta- le per un pianeta delle dimensioni della Terra è più
cune finestre attraverso le quali la luce può giunge- fotosintetico. I primi organismi fotosintetici dove- le, dai muschi ed epatiche che vivono al suolo al- vegetali distante; per una stella di tipo K oM è più vicina.
re fino alla superficie. La finestra del visibile è de- vano vivere sott'acqua, in parte perché l'acqua è un le piante vascolari con alte chiome che catturano Un pianeta che si trovi nella zona abitabile di una
ai biochimici
finita all'estremo blu dalla caduta di intensità dei buon solvente per le reazioni biochimiche e in par- più luce e sono adattate a climi specifici. Le coni- stella di tipo F o K riceve più o meno la stessa ra-

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diazione visibile della Terra. Un pianeta del genere Le piante dei ri che studiano il colore delle piante aliene si con- ty College di Londra, ha calcolato come verrebbero CERCATORI circa nove metri sott'acqua dove i primi organismi
potrebbe ospitare una fotosintesi ossigenica simi- mondi che centrano sulle piante di terraferma: o su pianeti che filtrate le radiazioni applicando un modello svilup- il PIANETI fotosintetici sopravvivrebbero ai brillamenti UV e
le a quella terrestre. Il colore del pigmento potrebbe orbitano intorno a stelle di tipo F, G e K, con foto- pato da David Crisp, del Jet Propulsion Laborato- disporrebbero di luce sufficiente per essere produt-
semplicemente variare entro la banda del visibile. orbitano intorn( sintesi ossigenica, o su pianeti che orbitano intorno ry. L'interpretazione dei calcoli ha richiesto le co- L'Agenzia spaziale europea (ESA) ha tivi. Anche se non potremo vederli con i nostri te-
Le stelle di tipo M, o nane rosse, sono di partico- a stelle di tipo M, con ogni genere di fotosintesi. noscenze di Janet Siefert, microbiologa della Rice in programma di lanciare, nel giro di lescopi, questi organismi potrebbero aprire la strada
a stelle poco
un decennio, la missione Darwin, per
lare interesse perché sono le più comuni nella no- University, dei biochimici Robert Blankenship, del- alla vita sulla superficie del pianeta. Sui mondi in-
stra galassia. Emettono meno luce visibile rispet- luminose Il nuovu verde è il nero la Washington University a St. Louis e Govindjee misurare gli spettri di pianeti extra- torno a una stella di tipo M, piante di terraferma ca-
solari di dimensioni simili a quelle
to al Sole, e il relativo picco di emissione si trova potrebbero avel A prescindere dalla specifica situazione, i pig- della Università dell'lllinois a Urbana-Champaign, della Terra. La missione Terrestrial paci di sfruttare una gamma più vasta di colori sa-
nell'infrarosso vicino. John Raven, dell'Università menti fotosintetici devono rispettare le stesse rego- di Victoria Meadows, planetologa della Universi- Planet Finder della NASA dovrebbe rebbero produttive quasi quanto le piante terrestri.
di Dundee, e Ray Wolstencroft, del Royal Observa- bisogno le che valgono sulla Terra: i pigmenti tendono ad tà di Washington e della sottoscritta. Abbiamo tro- fare lo stesso, se mai l'agenzia Per tutti i tipi di stella, è importante che l'area
statunitense riuscirà a finanziarla. Il
tory di Edimburgo, hanno teorizzato che la fotosin- assorbire i fotoni i più abbondanti o quelli di lun- vato che i fotoni che raggiungono la superficie di delle terre emerse di un pianeta sia abbastanza am-
di raccogliere satellite COROT dell'ESA, lanciato nel
tesi ossigenica è possibile con fotoni nell'infrarosso ghezza d'onda più bassa (i più energetici) o quelli pianeti in orbita intorno a stelle di tipo F tendo- pia da risultare visibile ai prossimi telescopi spazia-
dicembre 2007, e la missione Kepler
vicino. Un organismo dovrebbe usare tre o quattro luce nell'intera con lunghezza d'onda più elevata disponibile (do- no a essere blu, con abbondanza massima a 451 della NASA, in programma per il li. La prima generazione di questi telescopi vedrà il
fotoni nell'infrarosso vicino per scindere l'acqua, ve assorbe il centro di reazione). Per affrontare la nanometri. Intorno alle stelle di tipo K, il massimo 2009, ricercano l'ombra che i pianeti pianeta come un punto, e non avrà il potere risolu-
gamma
invece dei due che bastano alle piante della Terra. questione di come il tipo stellare determina il colore si trova nel rosso, a 667 nanometri, quasi come sul- di tipo terrestre proiettano sulla tivo necessario a tracciare le mappe della sua su-
Le stelle di tipo M pongono un'altra sfida alla vi- del visibile e delle piante ci vogliono ricercatori di diverse disci- la Terra. Importante è il ruolo dell'ozono, che rende superficie della stella intorno a cui perficie. Ne avremo solo uno spettro medio globale.
orbitano. Il SIM Planetquest della
ta: quando sono giovani, presentano forti brilla- pline, per mettere insieme tutti i tasselli. la luce delle stelle di tipo F più blu di quanto non Tinetti calcola che per vedere piante di terraferma
nell'infrarosso. NASA dovrebbe cercare invece
menti ultravioletti. Gli organismi potrebbero evita- Martin Cohen, astronomo all'Università della Ca- sarebbe altrimenti e quella delle stelle di tipo K più tremolii significativi nella luce delle in questo tipo di spettro un pianeta dovrebbe avere
re queste radiazioni dannose se vivessero in acque Quindi ai nostr. lifornia a Berkeley, ha raccolto i dati relativi a una rossa. La radiazione utile per la fotosintesi sarebbe stelle stesse. almeno un 20 per cento della superficie costituito
profonde, ma non sarebbero a corto di luce? Se co- stella di tipo F, una di tipo K, una di tipo M con bril- nella banda visibile, come sulla Terra. da terre emerse allo stesso tempo ricoperte di vege-
occhi potrebbero
sì fosse, la fotosintesi potrebbe non nascere. Via via lamenti e due ipotetiche stelle di tipo M quiescen- Quindi su pianeti di stelle di tipo F e K le piante tazione e libere da nubi. D'altra parte la fotosintesi
che le stelle di tipo M invecchiano, i brillamenti ces- risultare nere ti con temperatura di 3100 kelvin. Antigona Segura, potrebbero avere colori simili a quelli terrestri, ma oceanica libera in atmosfera una maggiore quanti-
sano, e a questo punto emettono radiazione UV in geochimica dell'Universidad Nacional Autónoma de con sottili variazioni. Per le stelle di tipo F il flusso tà di ossigeno. Quindi, quanto più netta sarà la «fir-
misura ancora inferiore a quella del Sole. Gli organi- México, ha simulato la presenza di pianeti terrestri di fotoni blu di alta energia è tanto intenso che le ma» biologica dovuta ai pigmenti tanto più debole
smi non avrebbero bisogno della protezione di uno nella zona abitabile di queste stelle. Usando model- piante potrebbero aver bisogno di rifletterli con un sarà quella dell'ossigeno, e viceversa. Gli astronomi
strato di ozono che assorba gli UV, quindi prospere- li sviluppati da Alexander Pavlov, ora all'Universi- pigmento simile all'antocianina, che darebbe loro vedranno l'una o l'altra, ma non tutte e due.
rebbero anche senza produrre ossigeno. Nel caso di tà dell'Arizona, e James Kasting, della Pennsylvania una sfumatura blu. In alternativa, potrebbero aver Il Terrestrial Planet Finder. Se un telescopio spaziale vedrà una banda scu-
altri tipi di stelle le piante devono produrre ossigeno State University, Segura ha studiato le interazioni bisogno di raccogliere solo il blu, scartando la luce ra nello spettro della luce riflessa di un pianeta e in
per proteggersi, o restare confinate agli oceani. tra la radiazione stellare e i costituenti dell'atmosfe- dal verde al rosso. E questo produrrebbe un carat- uno dei colori da noi previsti, forse vedrà i segni di
Gli astronomi, insomma, devono considerare ra (assumendo che i vulcani di questi pianeti emet- teristico bordo blu nello spettro della luce riflessa, vita su un altro mondo. Si dovranno escludere fal-
quattro scenari, secondo l'età e il tipo di stella. tano gli stessi gas emessi sulla Terra) per dedurne la che risulterebbe evidente al telescopio. se interpretazioni, ovviamente, come la possibili-
• Anaerobico, vita oceanica. La stella è giovane, di chimica, per livelli di ossigeno trascurabili e per li- La gamma di temperature delle stelle di tipo M tà che qualche minerale presenti la stessa «firma».
qualsiasi tipo. Gli organismi non producono neces- velli simili a quelli terrestri. permette ampie variazioni nel colore delle piante Oggi possiamo individuare una plausibile tavo-
sariamente ossigeno; l'atmosfera può essere com- Dettaglio del fogliame su una stella Grazie ai risultati di Segura, Giovanna Tinet- aliene. Un pianeta in orbita intorno a una stella di la dei colori che segnalerebbero la presenza di vi-
posta in prevalenza da altri gas, come il metano. di tipo E ti, dell'Agenzia spaziale europea e dello Universi- tipo M in fase quiescente riceverebbe circa la me- ta vegetale su altri pianeti; per esempio prevedia-
Aerobico, vita oceanica. La stella è più vecchia, tà dell'energia che la Terra riceve dal Sole. Anche mo che una seconda Terra dovrebbe avere piante
rp
di qualsiasi tipo. È passato abbastanza tempo per- se questa quantità è più che sufficiente - è circa 60 verdi, gialle o arancioni, ma per ora è difficile fare
ché la fotosintesi ossigenica si sia evoluta e abbia volte più grande rispetto al minimo necessario al- previsioni più precise. Sulla Terra, abbiamo deter-
Spectral Signatures of
cominciato ad accumulare ossigeno in atmosfera. le piante adattate a condizioni di ombra - la mag- minato che la «firma» della clorofilla riguarda uni-
Photosynthesis II: Coevolution with
Aerobico, vita di terraferma. La stella è una stel- gior parte dei fotoni sarebbe nell'infrarosso vicino. Other Stars and the Atmosphere on camente le piante, ed è per questo che sappiamo ri-
la matura di qualsiasi tipo. Le piante ricoprono le L'evoluzione potrebbe quindi favorire una maggior Extrasolar Words. Kiang N.Y. e altri, in levare piante e fitoplancton oceanico con i satelliti.
terre emerse. La vita sulla Terra è in questo stadio. varietà di pigmenti fotosintetici, per poter racco- «Astrobiology», numero speciale sulle Dovremo capire quali possano essere le «firme» ca-
stelle di tipo M, Vol. 7, n. 1, pp. 252-
Anaerobico, vita di terraferma. La stella è di ti- gliere l'intera gamma della luce visibile e infraros- ratteristiche e uniche di vegetali di altri pianeti.
274, febbraio 2007. http://pubs.giss.
po M in fase quiescente, quindi la quantità di radia- sa. Dato che rifletterebbero poca luce, ai nostri occhi L'individuazione della vita su altri pianeti è una
NASA.gov/d ocs/2007/2007_kian g_
zione UV è trascurabile. Le piante coprono le terre queste piante potrebbero addirittura apparire nere. etal_2.pdf. realtà sempre più vicina. Quali stelle dovremo con-
emerse ma potrebbero non produrre ossigeno. siderare, tra le tante? Sapremo misurare gli spettri
È chiaro che in questi casi la «firma» della fo- Pallic atini purpurei Water Vapour in the Atmosphere of a di pianeti molto vicini alle loro stelle? Quali lun-
Transiting Extrasolar Planet. Tinelli G.
tosintesi non sarebbe sempre la stessa. Dalle espe- L'esperienza della vita sulla Terra indica che i ghezze d'onda e potere risolutivo sono necessari
e altri, in «Nature», Vol. 448, pp.
rienze fatte con immagini satellitari della Terra, gli primi organismi fotosintetici oceanici di pianeti che per i nuovi telescopi? La nostra comprensione del-
169-171, 12 luglio 2007.
astronomi si attendono che qualsiasi forma di vita orbitano intorno a stelle di tipo F, G e K possono www.arxiv.org/abs/0707.3064. la fotosintesi sarà la chiave per il progetto di que-
oceanica sarebbe distribuita in modo troppo sparso sopravvivere all'atmosfera iniziale priva di ossige- ste missioni e per l'interpretazione dei relativi da-
per essere vista con i telescopi. I primi due scenari, no per poi sviluppare la fotosintesi ossigenica che Virtual Planetary Laboratory: ti. Queste domande spingono verso una sintesi delle
vpl.astro.washington.edu.
perciò, non darebbero «firme» identificabili dovute da ultimo condurrà alle piante di terraferma. Per le scienze ancora in fase iniziale. La nostra capacità di
a pigmenti; la sola firma della vita sono i gas pro- stelle di tipo M la situazione è più complicata. I no- cercare la vita in altre parti dell'universo richiede la
Sito della rivista «Astrobiology»:
dotti e immessi nell'atmosfera. Quindi i ricercato- stri calcoli mostrano che c'è un «posticino ideale» www.astrobio.net. più profonda comprensione della vita sulla Terra.
48 LE SCIENZE www.lescienze.it LE SCIENZE 49
PSICOLOGIA DELLO SPORT
g
dilemma de dopin
La teoria dei giochi aiuta a capire perché l'uso
di sostanze proibite è molto diffuso ma le circostanze generali che portano al doping
sono molto simili (si veda il box a p. 54). Molti
nel ciclismo, nel baseball e in molti altri sport giocatori sono convinti che, poiché «tutti» usano
sostanze dopanti, per restare competitivi devono
adeguarsi. Sul versante del governo del fenomeno,
poi, la Major League Baseball, la lega professioni-
stica di baseball nordamericana, non è riuscita a
stabilire regole chiare e, soprattutto, non è riuscita
a farle rispettare, facendo test sugli atleti per tut-
ta la durata della stagione. Questo fatto, unito al-
la storica tendenza a «voltarsi dall'altra parte», ha
creato il terreno per la diffusione del doping.
Naturalmente nessuno di noi è disposto a cre- IN SINTESI
dere che tutti gli atleti siano dopati. Eppure i da-
• Negli ultimi anni, in un numero
ti fanno pensare che nel ciclismo, nel baseball, nel
preoccupante di sport (baseball,
football americano e nell'atletica leggera quasi tut-
football americano, atletica e,
ti i migliori atleti degli ultimi vent'anni abbiano
soprattutto, ciclismo) si sono
fatto uso di sostanze dopanti per migliora-
avuti scandali legati al doping.
re le prestazioni. Ormai non è più tempo
• Nella lunga lista di sostanze
di chiedersi «se», ma «perché». Le ra-
vietate ai ciclisti, la più efficace è
gioni sono tre: sostanze, cocktail e
l'eritropoietina ricombinante
programmi di assunzione miglio-
d Michael Shermer (r-EPO), un ormone artificiale che
ri; la continua scoperta di nuo-
stimola la produzione di globuli
vi sistemi per eludere i controlli; rossi, aumentando la quantità di
un cambiamento del livello pro- ossigeno disponibile ai muscoli.
er un ciclista non c'è niente di più demo- zando. Tutti abbiamo limiti genetici, ho poi spie- fessionale in molti sport che ha
- La teoria dei giochi, usata per
ralizzante che essere superato da un av- gato, che non si possono superare con l'allena- reso più conveniente barare che
analizzare i comportamenti
pversario su una salita. Con i polmoni e le mento. Ma davvero non c'era nient'altro che avrei stare alle regole.
economici, spiega perché per un
gambe allo stremo, curvo sul manubrio, il ciclista potuto fare? ciclista professionista fare uso di
Teoria del gioco
sa che deve rimanere con il gruppo dei primi, per- In realtà avrei potuto fare parecchie cose, e lo doping è una scelta razionale: le
ché se perderà il contatto la sua motivazione sfu- sapevo benissimo. I membri della squadra che ave- La teoria dei giochi studia il mo- sostanze dopanti sono molto
merà insieme alle speranze di vittoria. va partecipato alle Olimpiadi del 1984 mi aveva- do in cui i partecipanti a un gioco scel- efficaci e sono difficili o
Conosco questa sensazione, perché l'ho dovu- no detto di essersi iniettati sangue prima delle gare, gono la strategia che massimizza il proprio impossibili da rilevare; il
ta affrontare nel 1985 sulla lunga salita dopo Al- sia loro (prelevato in precedenza) sia di altre per- guadagno considerando le mosse degli avversari. I successo è più facilmente
raggiungibile; infine, se tutti i
buquerque durante la Great American Bike Race, sone con lo stesso gruppo sanguigno. All'epoca, la che il ciclismo fosse stato il mio lavoro e la mia «giochi» per cui è stata creata questa teoria non so-
corridori si dopano, diventa
una gara di quasi 5000 chilometri che attraversa pratica, conosciuta come doping ematico non era passione, senza altre prospettive di carriera. Imma- no solo quelli d'azzardo o gli sport in cui la tattica
difficile per un ciclista «pulito»
gli Stati Uniti. Appena fuori dalla città avevo rag- proibita, e dal punto di vista etico era considera- giniamo anche che la mia squadra avesse nel «pro- ha un ruolo predominante, ma anche ambiti molto
restare competitivo, con il rischio
giunto il secondo, Jonathan Boyer (che poi vinse), ta come un allenamento in alta quota. Entrambi i gramma medico» alcune sostanze per migliorare le più seri, come quello economico, militare o diplo-
di essere espulso dalla squadra.
il primo statunitense a partecipare al Tour de Fran- metodi portano a un aumento del numero dei glo- prestazioni e che mi avrebbe tagliato fuori se non matico. Tutti questi «giochi» hanno in comune che
L'analisi del ciclismo effettuata
ce. Verso metà di quella salita spaccagambe ho ini- buli rossi, migliorando il trasporto dell'ossigeno. Io fossi stato abbastanza competitivo. Supponiamo, le «mosse» di ciascun giocatore sono analizzate in
con la teoria dei giochi si può
ziato ad accusare la fatica muscolare e ad anna- però avevo già trent'anni, e dovevo ricominciare a infine, che fossi stato certo che tutti i miei avver- base alle opzioni disponibili per gli altri giocatori.
estendere facilmente ad altri
spare nel disperato tentativo di resistere, ma inu- pensare alla mia carriera accademica. Inoltre avevo sari facessero uso di doping e che i controlli fosse- L'esempio più classico è il dilemma del prigio-
sport. Le matrici del gioco
tilmente. Arrivato in cima, Boyer era già un pun- iniziato a praticare il ciclismo più che altro per sco- ro quasi sempre inefficaci. niero: tu e il tuo complice siete arrestati per un re-
risultanti indicano in maniera
tino all'orizzonte, e non l'ho più rivisto fino al tra- prire i miei limiti, quindi l'idea di migliorare artifi- Questo scenario, in pratica, è quello che molti ato, e poi siete tenuti in isolamento in celle separa- quantitativa come gli enti
guardo. Più tardi un cronista mi avrebbe chiesto cialmente le prestazioni non aveva nulla a che ve- ciclisti professionisti si sono trovati ad affrontare te. Vi eravate accordati in anticipo di non parlare, di controllo possono ripulire
che cos'altro avrei potuto fare per andare più velo- dere con le mie ragioni per correre. a partire dai primi anni novanta. I dettagli posso- ma gli investigatori presentano a ciascuno di voi le i rispettivi sport nel modo
ce. «Scegliere genitori migliori», ho risposto scher- Ma immaginiamo che avessi avuto vent'anni e no cambiare per altri sport, per esempio il baseball, seguenti opzioni: più efficace.
478 giugno 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 51
Negli anni 1.Se tu confessi ma l'altro prigioniero non confes- ducia reciproca. Le ricerche, tuttavia, indicano che buli rossi nel sangue. Più numerosi sono i globuli Questa sostanza si è diffusa nel ciclismo pro-
sa, tu sei libero e lui si prende tre anni di prigione. una volta che la confessione prende piede si pro- rossi, più ossigeno è trasportato ai muscoli. Per gli fessionista all'inizio degli anni novanta. Secon-
novanta l'arrivo
2. Se l'altro prigioniero confessa e tu non parli, tu paga a tutto il gioco. uomini, il valore normale dell'HCT è intorno al 45 do Greg LeMond, tre volte vincitore del Tour de
dell'r-EPO prendi tre anni di prigione e lui è libero. Nel ciclismo, nel baseball e in altri sport gli at- per cento, ma un atleta allenato può portare i valo- France, è stato nel 1991. Avendo già vinto il Tour
3. Se entrambi confessate, vi prendete due anni a leti competono seguendo un complesso di regole. ri naturali oltre il 50 per cento. L'EPO può spingere nel 1986, 1989 e 1990, LeMond era deciso a bat-
ha cambiato
testa. Le regole del ciclismo, per esempio, vietano l'uso questi valori fino al 60 per cento e oltre. Il vincito- tere il record di cinque vittorie, e nella primavera
radicalmente 4. Se entrambi rimanete zitti, vi prendete un an- di sostanze che migliorino le prestazioni. Tuttavia re del Tour de France del 1996, Bjarne Riis, era so- del 1991 sembrava pronto a ottenere il suo quar-
no a testa. la grande efficacia di queste sostanze, il fatto che prannominato «Mister 60 per cento»; l'anno scorso to trionfo. «Non ero mai stato così in forma, i tem-
il ciclismo
La tabella qui sotto, detta «matrice del gioco», molte siano difficili (se non impossibili) da rilevare ha confessato di aver ottenuto valori dell'HCT così pi in allenamento erano i più veloci di tutta la mia
riassume i quattro possibili risultati: e i grandi vantaggi che si possono ottenere in ter- elevati proprio grazie all'r-EPO. carriera e avevo un'ottima squadra», mi ha con-
mini di successo sono un potente incentivo. Una
STRATEGIA DEL MIO AVVERSARIO volta che alcuni tra i migliori ciclisti violano le re-
r COOPERARE TRADIRE gole e si dopano, ottenendo un vantaggio, anche i
SOSTANZA O TRATTAMENTO EFFETTI COLLATERALI COMUNI
(non parlare) (confessare) loro avversari sono costretti a fare lo stesso, inne-
Eritropoietina ricombinante Trombosi, attacco cardiaco, ictus La scelta che ha a disposizione un atleta per
scando una cascata poco virtuosa che si propaga a
(r-EPO) migliorare le proprie prestazioni è impressionante:
Tre anni tutti i ciclisti. Ma visto che le regole sono chiare si
Un anno una schiera di prodotti altamente specializzati
in prigione i(np apyroigffi odneel crea un'omertà che impedisce di comunicare e di Trasfusioni di sangue e prodotti Reazioni allergiche, danni ai reni, infezioni per ottenere effetti specifici in ogni sport,
(payoff alto) babbeo) cooperare per ritornare al rispetto delle regole, in- ematici (doping ematico) (AIDS, epatite), sovraccarico del sistema anche in fasi particolari dell'allenamento.
vertendo la tendenza all'uso del doping. circolatorio, trombosi, shock metabolico
Per quasi tutte queste sostanze, tuttavia, oltre ai
In effetti questa tendenza non si è mai verifi-
Steroidi anabolizzanti: Danni al fegato, rallentamento della crescita, presunti vantaggi l'atleta deve assumersi anche il
cata. Molti atleti hanno preso stimolanti e antido-
androstenedione, testosterone, sviluppo del seno negli uomini, cloracne, rischio degli effetti collaterali, che variano dai
Niente prigione Due anni
lorifici dagli anni quaranta agli anni ottanta, ma Winstrol (stanozololo) mutamenti di comportamento semplici inconvenienti alla morte. Nella tabella
(payoff in prigione
tentazione) (payoff basso) i regolamenti antidoping sono stati praticamente sono elencate alcune delle sostanze disponibili,
Beta2 agonisti (specialmente per Tremori, mal di testa, aumento del ritmo
inesistenti fino al caso di Tom Simpson, un cicli- suddivise in base alla funzione e con gli effetti
via orale o per iniezione): cardiaco
sta britannico morto per un'overdose di anfetami- albuterolo collaterali più comuni.
ne durante la scalata del Mont Ventoux, al Tour de
Modulatori ormonali: ormone Reazioni allergiche, diabete, aci omegalia
Secondo questi risultati, la scelta più logica è France del 1967. Anche dopo la morte di Simpson,
L'AUTORE della crescita umano (HGH) (rigonfiamento dei tessuti molli espansione
tradire l'accordo iniziale e confessare. Consideria- negli anni settanta e ottanta i controlli sono sta-
del cranio)
mo le opzioni dal punto di vista del primo prigio- ti molto sporadici. In mancanza di un senso chiaro
Agenti antiestrogeni: Tamoxifen Vari, tra cui cancro, malattie del fegato,
niero: l'unica cosa che non può controllare riguar- delle regole, pochi consideravano il doping anti-
trombosi
do l'esito finale è la scelta del secondo prigionie- sportivo. Poi, negli anni novanta, è successo qual-
ro. Supponiamo che quest'ultimo non confessi. In cosa che ha alterato la matrice del gioco. _I Diuretici (per aumentare la Disidratazione, crampi muscolari,
Owu) velocità di escrezione dell'urina): calcoli renali, squilibrio elettrolitico
questo caso, se il primo prigioniero confessa ot- a.
i— _i Acetazolamide
tiene il payoff (guadagno) «tentazione» (niente pri- L'elisir EPO 02w
C3
gione); se rimane zitto, rimedia solo un anno di Quel «qualcosa» era l'eritropoietina ricombinan-
Diuretici (per diluire l'urina) vedi «Controllo del peso» (sopra)
prigione. Supponiamo, invece, che il secondo pri- te ingegnerizzata geneticamente, o r-EPO. L'EPO è
gioniero confessi. Ancora una volta, al primo pri- un ormone prodotto dal corpo umano: i reni lo ri-
MICHAEL SHERMER Epitestosterone (per passare il Nessuno conosciuto
(www.michaelshermer.com) gioniero conviene confessare (due anni di prigio- lasciano nel sangue, che lo trasporta a recettori del controllo del testosterone)
ne) anziché rimanere zitto (il payoff «del babbeo», midollo osseo; quando le molecole di EPO si legano
collabora con «Scientific American»,
su cui tiene la rubrica «Skeptic». tre anni di prigione). In definitiva, poiché per en- ai recettori, alcuni cambiamenti chimici segnalano
anche ciclista dilettante di alto trambi i prigionieri le circostanze sono identiche, a al midollo di produrre più globuli rossi. Sia l'insuf- Anfetamina Aumento del ritmo cardiaco, aumento
livello, e nel 1982 è stato uno dei entrambi conviene confessare, indipendentemente ficienza renale cronica che la chemioterapia posso- Agenti simili all'anfetamina: della pressione sanguigna, psicosi di tipo
quattro ciclisti che hanno da quello che decide l'altro. no causare anemia, per cui alla fine degli anni ot- efredrina, Ritalin paranoide, perdita di peso, tremori
partecipato alla prima edizione della
Race Across America (allora Queste preferenze non sono solo teoriche. Quan- tanta lo sviluppo dell'r-EPO in sostituzione dell'EPO Epinefrina Battito irregolare, ipertensione
chiamata Great American Race). do le persone in carne e ossa giocano una sola o ha avuto un successo strepitoso tra i malati cronici
arrivato quarto, dopo aver un numero finito di volte senza poter comunicare, di anemia. E anche tra gli atleti professionisti. Beta-bloccanti: acebutololo, Ipotensione, rallentamento
completato i quasi 5000 chilometri la confessione è la strategia più frequente. Quan- Assumere r-EPO ha la stessa efficacia di una alprenololo, atenololo del ritmo cardiaco
di gara in soli 10 giorni, 19 ore e 54
do però giocano per un numero indefinito di volte, trasfusione di sangue, con la differenza che l'atle-
minuti. È autore di numerosi libri, tra
cui due sul ciclismo. Il suo ultimo la strategia più comune è il tit for tat («pan per fo- ta, invece di dover armeggiare con sacche di san-
lavoro si intitola The Mind of the caccia»): ciascuno comincia rispettando l'accordo, gue e lunghi aghi da inserire in vena, può conser- Narcotici: Aumento della soglia del dolore,
Market: Compassionate Apes, e non confessa; poi, però, replica le mosse dell'al- vare piccole ampolle con la sostanza in un ther- morfina, ossicodone che porta a non riconoscere
Competitive Humans, and Other tro giocatore. La cooperazione diventa anche più mos o nel frigobar di un albergo e iniettarsela sot- gli infortuni; dipendenza;
Tales from Evolutionary Economics rischio di overdose mortale
accentuata nei casi di dilemma del prigioniero con topelle. L'effetto dell'r-EPO a cui gli atleti sono in-
(Times Books, 2007). È fondatore
più di due giocatori, a patto però che il gioco sia ri- teressati è misurabile: si tratta del livello di emato-
ed editore della rivista «Skeptic»
(www.skeptic.com). petuto un numero di volte sufficiente a stabilire fi- crito (HCT), ossia la percentuale in volume di glo-
•
52 LE SCIENZE 478 giugno 2008 www.lescienze.it
fessato LeMond. «Ma qualcosa è andato storto, nel do diminuisce la frequenza del ritmo cardiaco, so- Nel suo libro-rivelazione Massacro alla catena, buttato fuori», si è lamentato. «In squadra si diven- GLI EFFETTI
Tour del 1991. C'erano ciclisti che negli anni pre- prattutto in atleti impegnati in discipline di resi- (Bradipolibri, Torino, 2002), Willy Voet, massag- ta come fratelli, ma in una squadra di atleti dopa- DEL DOPING
cedenti non riuscivano a starmi dietro e che ora mi stenza: per loro il battito a riposo può scendere in- giatore tuttofare del team Festina durante gli anni ti c'è un legame in più dato dal segreto condiviso e
staccavano anche sulle salite più facili». torno ai 30 battiti al minuto. Dopo la morte per ar- novanta, spiega come superava i controlli: dall'omertà che questo comporta. Se ti beccano, de- La velocità media dei vincitori del
Quell'anno LeMond è arrivato settimo, giuran- resto cardiaco di due ciclisti olandesi che avevano vi tenere la bocca chiusa. Nel momento in cui ho Tour de France ha registrato un netto
incremento a partire dal 1991,
do che l'anno successivo avrebbe vinto senza usa- sperimentato l'r-EPO, alcuni ciclisti dissero di aver Nel caso i medici dell'UCI fossero arrivati al confessato sono stato rinnegato dai miei amici per-
quando nel ciclismo si è diffuso l'uso
re alcuna sostanza. Ma purtroppo non è avvenu- dormito con un sensore del ritmo cardiaco colle- mattino per controllare l'ematocrito dei cor- ché, dal loro punto di vista, li stavo mettendo in pe-
dell'eritropoietina ricombinante,
to. «Nel 1992 - ha continuato - la nostra presta- gato a un allarme che scattava quando il parame- ridori, preparavo tutto l'occorrente per supe- ricolo. Uno mi ha addirittura chiamato dicendo che conosciuta con la sigla r-EPO.
zione è stata pessima, e non sono nemmeno riu- tro scendeva troppo. Se l'allarme suonava, si alza- rare i test. Salivo nelle camere dei ciclisti con mi avrebbe ucciso se avessi rivelato che si dopava». Per tenere conto della variabilità
scito a concludere la gara». I ciclisti puliti, infatti, vano e facevano qualche esercizio per riaccelera- flebo di sodio... La trasfusione durava 20 mi- Papp, però, non era un ciclista particolarmente annuale dovuta ai cambi di percorso
e alle condizioni meteorologiche,
si sfiancavano subito nel tentativo di stare dietro re il battito. nuti; la soluzione salina diluiva il sangue, ri- competitivo: quindi ho pensato che la matrice del
l'autore ha suddiviso le velocità
a quelli dopati. LeMond riferisce una storia che gli ducendo il livello di ematocrito di tre punti. gioco, con le relative implicazioni per la carriera,
annuali in blocchi di 14 anni e ha
Intrappolati in una gara senza fine
ha raccontato Philippe Casado, uno dei suoi com- Quanto bastava. Erano sufficienti due minuti doveva essere diversa per i ciclisti di alto livello. Ma fatto la media, prima e dopo il 1991;
pagni di squadra dell'epoca. Casado aveva sentito Come in natura c'è una gara senza fine tra pre- per inserire le flebo, per cui potevamo effet- mi sbagliavo. Ecco che cosa racconta Frankie An- ed ecco il grafico che è venuto fuori.
da Laurent Jalabert, del team spagnolo ONCE, che datori e prede, allo stesso modo nello sport gli atleti tuare le trasfusioni mentre i medici aspetta- dreu, gregario di Lance Armstrong: «Per anni non
il suo programma personale di doping era stato in- che si dopano sono in continua competizione con vano nella hall che i ciclisti scendessero. ho avuto problemi nel fare il mio lavoro di suppor- Tour de France, velocità medie
0.
teramente organizzato dalla squadra. Il program- chi effettua i controlli. Secondo me, gli ispettori so- to. Poi, intorno al 1996, la velocità delle gare è au- (chilometri all'ora)
ma, ha detto LeMond, comprendeva l'r-EPO, che no cinque anni indietro rispetto agli atleti, e lo sa- Come sono cambiate le strategie dopo l'introdu- mentata improvvisamente. Non era dovuto solo
40 • • •
LsceeMndoon da cstoenscslou dsie ère r liafi ugtaartao ndeim pmreenndoe rqeu, enlol'nan rniuo-. rreagnonloe sseamràp sreem. Cphrei tpriaùe cvraenattaivgog ir idsaplelt'itnof ara cnhgie dree vlee zJoioen Pea dpepl,l ep rnoufoevssei orengisotlae ?d iH 3o2 gainrantio i nlate drdoemttaon ddaal a- raegslii satlilteon ialm peiùn tai, leurna gsou cpcoessssoib qiluea, lmcoas an»e. lA 1n9d9r9e un ohan •••••O.
Era il 1994, e sarebbe stato il suo ultimo Tour. farle rispettare, a meno che non si incentivino effi- le gare per due anni dopo essere risultato positivo era più in grado di svolgere il suo lavoro: «Mi ero 37 •
•
Alcuni di quelli che hanno ceduto alle pressio- cacemente anche questi ultimi. Nel 1997, quando al testosterone sintetico. Papp mi ha spiegato come reso conto che la maggior parte dei ciclisti di alto
o.
ni sono finiti male. Casado, per esempio, ha lascia- ancora non esisteva il test per l'r-EPO (introdotto una scelta morale diventi in realtà una scelta di ti- livello usava sostanze dopanti e che anch'io dovevo 34 ,
to la squadra di LeMond per un'altra che aveva un nel 2001), l'Unione ciclistica internazionale (UCI), po economico: «Quando entri in una squadra che darmi da fare». Ha iniziato a iniettarsi r-EPO due- oo o ooCoO ooo
programma di doping. È morto per un arresto car- l'organizzazione che coordina le federazioni dei ha già un programma di doping, ti viene posta una tre volte alla settimana. «Non è come la Red Bull,
diaco nel 1995, all'età di trent'anni. Se la sua mor- vari paesi, aveva stabilito un limite del 50 per cen- semplice scelta: se prendi quelle sostanze, rimani che ti dà subito energia, però ti permette di restare Cr) o —
Anno
te sia stata causata direttamente dal doping, non to per l'HCT. Subito dopo, i ciclisti avevano scoper- competitivo; se non le prendi, ci sono buone pro- con il gruppo un po' più a lungo, di andare magari
è dato saperlo. Ma quando l'HCT raggiunge o su- to che potevano spingersi oltre il 50 per cento e poi babilità che non avrai alcun futuro nel ciclismo». a 50 chilometri all'ora invece che a 48».
pera il 60 per cento il sangue diventa molto den- diluire il sangue al momento del test con una tecni- Quando Papp ha confessato è stato punito con •Come mostra il grafico, nel periodo
so, favorendo la formazione di trombi. Il perico- ca permessa e già in uso: iniezioni di soluzione sa- un'interdizione di due anni, e le conseguenze so- Sostanze che fanno la differenza 1991-2004 la velocità media dei
vincitori ha registrato un vero e
lo aumenta in particolare durante il sonno, quan- lina, normalmente usate per reidratarsi. ciali sono state anche peggiori. «Il ciclismo mi ha In una gara sfiancante di tre settimane come il
proprio salto (è aumentata dell'8 per
Tour, l'r-EPO è vantaggiosa perché aumenta i valo-
cento) rispetto al periodo 1977-
ri di HCT e li mantiene alti a lungo. Jonathan Vau- 1990, un incremento che non si può
Sport e doping: il baseball
giocatori di baseball e degli atleti professionisti. Data ghters, ex compagno di squadra di Armstrong, mi attribuire ai miglioramenti
la situazione, spiega Williams, per molti il doping non ha fornito alcune cifre: «Il grande vantaggio del do- dell'attrezzatura, dell'alimentazione
o dell'allenamento.
Il modello del doping nel ciclismo basato sulla teoria dei incentivati a usare il doping e le probabilità di essere solo non è una frode, ma addirittura è necessario: ping ematico è che mantiene l'HCT al 44 per cento
giochi si applica anche ad altri sport, in particolare al scoperti sono basse. Per questo, a seconda dello sport e «Sono convinti che tutti i loro avversari si stanno già per tre settimane». Se un atleta «pulito» inizia la ga- •Anche dopo il 2004, quando sono
baseball. Per avere l'opinione di un addetto ai lavori, ho della fase della propria carriera, spesso il gioco vale la dopando». Per chiarire questo punto, Williams cita ra con un HCT del 44 per cento, spiega Vaughters, arrivati controlli più stringenti, l'uso
parlato con Lance Williams, giornalista del «San candela: se riesci a entrare nella squadra, diventi Charlie Francis, detto «il chimico», l'allenatore del probabilmente finirà, dopo tre settimane, al 40 per di sostanze dopanti non si è
Francisco Chronicle» e coautore (insieme a Mark milionario; se non ce la fai, probabilmente tornerai al velocista Ben Johnson, che vinse la medaglia d'oro cento, a causa della naturale diluizione del sangue interrotto: come mostra il grafico, i
Tour de France del 2005 e del 2006
Fainaru-Wada) del libro Game of Shadows, in cui hanno tuo solito lavoro sottopagato». alle Olimpiadi del 1988 ma successivamente fu e della perdita di globuli rossi. «Il solo fatto di sta-
sono stati i più veloci della storia.
rivelato che la BALCO, Bay Area Laboratory In uno sport, se gli atleti migliori iniziano a trasgredire squalificato per doping. Quel doping era bilizzare l'HCT al 44 per cento ti dà un vantaggio
Co-Operative, ha fornito sostanze dopanti ai giocatori di l'effetto si propaga a tutti gli altri, finché l'intera «esclusivamente per autodifesa», disse Francis a del dieci per cento». • Forse la squalifica massiccia
baseball. Quando ho esposto la mia teoria sul perché disciplina è corrotta. Secondo le stime di Williams, Williams. «0 facevamo così o avremmo perso». Gli studi sugli effetti del doping sono pochi, e dei dopati nel Tour del 2007 ha
nello sport c'è questa tendenza a infrangere le basate su inchieste e interviste ad atleti, allenatori, Che possono fare le federazioni e gli organismi di in genere condotti su non atleti o su atleti dilet- finalmente fatto la differenza:
la velocità media di quell'anno è
regole, Williams ha confermato tutti i miei tecnici, trafficanti di sostanze e ispettori antidoping, tra controllo per cambiare gli incentivi nella matrice di tanti. Ma confermano le parole di Vaughters. I me-
stata inferiore rispetto alla media
punti: «Gli atleti sono molto fa uso di sostanze proibite il 50-80 per cento dei gioco del baseball? Williams suggerisce sanzioni più dici sportivi sono concordi nel ritenere che l'r-EPO del periodo 1991-2004.
pesanti sia contro gli atleti sia contro l'intera migliora le prestazioni di almeno il 5-10 per cento.
squadra, oltre a sanzioni penali più severe. Quando poi è assunta con altre sostanze, le pre-
Paradossalmente Williams e Fainaru-Wada hanno stazioni possono aumentare di un ulteriore 5-10
avuto grane legali per essersi rifiutati di rivelare le per cento. In eventi sportivi in cui tutto si gioca su
I BICIPITI MASSICCI di José Canseco, che ha proprie fonti agli investigatori. «Abbiamo rischiato differenze di meno dell'I per cento, è un vantag-
concluso la sua carriera quasi ventennale nella Major League Baseball condanne più severe noi [fino a 18 mesi] rispetto gio enorme.
con 462 home run, certificano l'uso illegale di steroidi confessato dallo stesso ai trafficanti di steroidi condannati per il caso BALCO Michele Ferrari, medico sportivo italiano esper-
giocatore. La foto è del 1999, quando Canseco giocava con i Tampa Bay Devil Rays. e agli atleti coinvolti», mi ha detto Williams. to di doping (personaggio controverso, vista la sua

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Come far diventare perdente chi bara vicinanza con professionisti positivi ai controlli o Ecco i miei suggerimenti perché il ciclismo
comunque sospetti), lo spiega così: «Se il volume e gli altri sport raggiungano un equilibrio di
Perché i ciclisti barano? L'analisi del doping nel ciclismo fatta servendosi della teoria dei giochi, modellata di globuli rossi aumenta del 10 per cento, la pre- Nash in cui nessuno è incentivato a infrange-
PREMESSE DEL GIOCO
•Valore di una vittoria al Tour de France: $ 10 milioni sul gioco del dilemma del prigioniero, mostra perché barare usando sostanze proibite è una scelta stazione [il guadagno netto del ciclista in termi- re le regole:
• Probabilità per un corridore dopato di vincere il razionale, basandosi unicamente sugli incentivi e i valori previsti dei payoff per la competizione ipotizzata. ni di produzione di energia cinetica utile] migliora
Tour de France contro avversari non dopati: 100% (Il valore atteso è il valore di un risultato positivo moltiplicato per la probabilità di ottenere quel risultato.) I del 5 per cento circa. Questo significa guadagnare Immunità a tutti per il doping assunto in passa-
•Valore di un anno in un team a livello payoff ipotizzati non sono realistici, ma danno un'idea; i termini «alto», «basso», «tentazione» e «babbeo» circa 1,5 secondi al chilometro per un ciclista che to (prima del 2008). L'intero sistema è corrotto, e Un solo test
professionista, supponendo che la competizione
sia equa: $ 1 milione impiegati nella matrice corrispondono ai nomi standard usati nel dilemma del prigioniero. Inoltre si ipotizza viaggia a 50 chilometri all'ora in una tappa a cro- quasi tutti hanno fatto uso di doping, non serve a positivo e si è
•Costo in caso di risultare positivi ai controlli (multe che se il gioco è equo (tutti barano o viceversa rispettano le regole), il guadagno totale per ciascuno sarà di nometro, o circa 8 secondi al chilometro per un ci- niente togliere il titolo al vincitore quando è quasi
e mancato guadagno): $ 1 milione un milione di dollari, senza ulteriori correzioni per un vantaggio ottenuto con il doping. clista che scala a 10 chilometri all'ora una penden- sicuro che anche gli altri erano dopati. L'immuni- fuori per sempre:
• Rischio di essere scoperti: 10% Peter Brown, redattore di «Scientific American» za del 10 per cento». tà permetterà agli atleti ormai ritirati dalle gare di ecco come
•Costo in caso di espulsione dalla squadra (mancato In un Tour de France questi numeri implicano contribuire a migliorare il sistema antidoping.
guadagno e perdita di reputazione): $ 1 milione CASO I: CASO Il: che se un ciclista aumenta l'HCT del 10 per cen- Aumentare il numero degli atleti sottoposti a scoraggiare
• Rischio per un corridore non dopato di essere Il mio avversario rispetta le regole («coopera»). Il mio avversario fa uso di doping («tradisce»).
to guadagnerà 75 secondi in una cronometro di 50 test, in gara e fuori gara, soprattutto immedia-
espulso dalla squadra perché non competitivo: 50% Ho due opzioni: Anche in questo caso ho due opzioni: i ciclisti che
chilometri, dove in genere si vince sul filo dei se- tamente prima e dopo le gare, per impedire l'uso
STRATEGIA DEL MIO AVVERSARIO PAYOFF ALTO PAYOFF BABBEO condi. Su una salita di 10 chilometri con pendenza di contromisure e trucchi. I test dovrebbero es- usano sostanze
Rispetto le regole («coopero» anch'io). Rispetto le regole («coopero»). Posso arrivare a realizzare i
CASO I CASO II La competizione è equa. guadagni medi di un ciclista professionista solo se il mio del 10 per cento, come ce ne sono tante sulle Al- sere svolti da agenzie indipendenti non affiliate proibite
COOPERARE TRADIRE Valore di un anno di gare: $1 milione avversario viene scoperto e squalificato. pi o sui Pirenei, il vantaggio sarebbe di 80 secon- con organi di controllo ufficiali, atleti, sponsor o
(rispettare le regole) (fare uso di doping) Poiché non infrango le regole, Valore previsto di un anno di gare: di. Se un ciclista di punta inizia a usare sostanze squadre. Le squadre dovrebbero inoltre rivolgersi
$ 1 milione x 10% = $ 0,1 milioni
non devo aspettarmi sanzioni: $ 0 dopanti, nessun avversario può permettersi di la- ad agenzie di controllo indipendenti, con un test
Costo previsto in caso di espulsione dalla squadra:
$1 milione —$0,4 milioni Totale payoff alto previsto: $1 milione $ 1 milione x 50% = —$0,5 milioni sciargli questo margine. È qui che la matrice del delle prestazioni prima dell'inizio della stagione
(payoff (payoff PAYOFF TENTAZIONE Totale payoff del babbeo previsto: —$0,4 milioni gioco inizia a tendere verso il tradimento. per creare un profilo di riferimento. Gli sponsor
alto) del babbeo)
Infrango le regole facendo uso di doping («tradisco») dovrebbero fornire un sostegno economico ag-
PAYOFF BASSO
Valore previsto di una vittoria al Tour de France Anch'io baro e faccio uso di doping («defeziono»). L'equilibrio di Nash giuntivo per far sì che i test siano rigorosi.
(se non vengo scoperto):
La competizione è equa. Nella teoria dei giochi, una situazione in cui Stabilire una ricompensa per gli scienziati che
$ 10 milioni x 90% = $ 9,0 milioni
Valore previsto di un anno di gare (se non vengo scoperto): nessun giocatore ha qualcosa da guadagnare cam- sviluppano test per nuove sostanze, in modo che
$ 8,9 milioni $ 0,8 milioni Sanzione prevista (se vengo scoperto): $ 1 milione x 90% = $ 0,9 milioni
$ 1 milione x 10% = —$0,1 milioni biando unilateralmente la propria strategia è defi- l'incentivo per chi controlla sia uguale o superio-
(payoff (payoff Sanzione prevista (se vengo scoperto):
tentazione) basso) Totale payoff tentazione previsto: $ 8,9 milioni $ 1 milione x 10% = —$0,1 milioni nita equilibrio di Nash, concetto introdotto dal ma- re a quello di chi è sottoposto ai controlli.
Totale payoff basso previsto: $ 0,8 milioni tematico John Nash. Per mettere fine al doping, il Aumentare considerevolmente le sanzioni: un
Poiché 8,9 milioni di dollari sono più di 1 milione di
dollari, nel caso I sono incentivato a barare. Anche nel caso II sono incentivato a barare. gioco si dovrebbe ristrutturare in modo che la com- test positivo e si è fuori per sempre. Per protegge-
petizione pulita sia in una situazione di equilibrio re gli atleti dal rischio di falsi positivi o da ispet-
di Nash. Nella matrice del gioco, gli organi di con- tori poco competenti, i tribunali sportivi devono
Per riformare il ciclismo e incoraggiare i ciclisti a competere seguendo le regole, i valori previsti per il
NUOVE PREMESSE: trollo dovrebbero cambiare i valori di payoff (si ve- essere equi e affidabili. Ma, una volta presa una
• Maggiori costi in caso di essere scoperto gioco del doping devono essere modificati. Un regime di controlli più severo aumenta la possibilità di da il box a fronte). Quando gli altri giocatori rispet- decisione, deve essere sostanziale e definitiva.
(multe e mancato guadagno): essere scoperti, e la sanzione per doping passa da una squalifica temporanea a una squalifica a vita.
tano le regole, il payoff per fare altrettanto deve es- Squalificare tutti i membri di una squadra se uno
$ 5 milioni
sere maggiore rispetto al payoff che si ottiene ba- solo è positivo. Obbligare l'atleta a restituire tutto
• Maggior rischio di essere scoperto: 90% CASO I: CASO Il:
• Di conseguenza, minor rischio per un corridore Il mio avversario rispetta le regole («coopera»). Il mio avversario fa uso di doping («tradisce»). rando. E anche quando gli altri giocatori barano il il denaro ricevuto come stipendio o dagli spon- ho. Letture
non dopato di essere espulso dalla squadra Ho due opzioni: Anche in questo caso ho due opzioni: payoff che si ottiene rispettando le regole deve es- sor. Sfruttando la psicologia di gruppo, la minac-
perché non competitivo: 10% PAYOFF ALTO PAYOFF BABBEO sere maggiore rispetto al payoff che si ottiene ba- cia di questa sanzione pressa tutti gli atleti, in- Rough Ride: Behind the Wheel with a
Rispetto le regole («coopero» anch'io). Rispetto le regole («coopero»). rando. I giocatori, insomma, non devono vedere centivandoli a rispettare i regolamenti. Pro Cyclist. Kimmage P., Random
TRATEGIA DEL MIO AVVERSARIO La competizione è equa. Posso arrivare a realizzare i guadagni medi di un ciclista come uno svantaggio il fatto di seguire le regole. House, 2002.
professionista solo se il mio avversario viene scoperto.
CASO I CASO II Valore di un anno di gare: $1 milione Valore previsto di un anno di gare: Nel dilemma del prigioniero, abbassare il payoff Potrebbe sembrare un'utopia, ma può funziona-
Massacro alla catena. Voet W.,
COOPERARE TRADIRE Poiché non infrango le regole, $ 1 milione x 90% = $ 0,9 milioni della confessione e aumentare il payoff del silenzio re. Vaughters, oggi direttore del team Slipstream/
(rispettare le regole) (fare uso di doping) non devo aspettarmi sanzioni: $ O Costo previsto in caso di espulsione dalla squadra: nel caso l'altro prigioniero confessi aumenta la co- Chipotle, ha già avviato un programma periodico Bradipolibri, Torino, 2002.
Totale payoff alto previsto: $1 milione $ 1 milione x 10% = —$0,1 milioni operazione. Ma il modo più efficace per aumenta- di controlli interni. «Questi ragazzi sono atleti, non Behavioral Game Theory:
Totale payoff del babbeo previsto: $ 0,8 milioni
$1 milione $ 0,8 milioni PAYOFF TENTAZIONE re la cooperazione tra i giocatori è farli comunicare criminali», afferma. «Se si convincono che gli altri Experiments in Strategic Interaction.
(payoff (payoff Infrango le regole facendo uso di doping («tradisco») prima di iniziare il gioco. Nello sport, questo signi- stanno smettendo, e lo vedono nei tempi dei cor- Camerer CI., Princeton University
alto) del babbeo) Valore previsto di una vittoria al Tour de France (se non Anch'io baro e faccio uso di doping («tradisco»). ficherebbe rompere l'omertà. Tutti devono ammet- ridori più forti, smetteranno anche loro, e sarà un Press, 2003.
La competizione è equa.
vengo scoperto): tere che il problema esiste. Successivamente van- sollievo per tutti».
$ 10 milioni x 10% = $ 1,0 milioni Valore previsto di un anno di gare (se non vengo scoperto): From Lance to Landis: Inside the
$ 1 milione x 10% = $ 0,1 milioni no eseguiti i controlli, e i risultati vanno comuni- La speranza non muore mai. Ma credo che questi American Doping Controversy at the
Sanzione prevista (se vengo scoperto): Sanzione prevista (se vengo scoperto): cati regolarmente e in maniera trasparente a tutti, cambiamenti riporterebbero la psicologia del gioco Tour de France. Walsh D., Ballantine
—$3,5 milioni —$4,4 milio $ 5 milioni x 90% = —$4,5 milioni $ 5 milioni x 90% = —$4,5 milioni finché danno esito negativo. In questo modo si di- dal tradimento alla cooperazione. Se questo avve- Books, 2007.
(payoff (payoff Totale payoff tentazione previsto: —$3,5 milioni
Totale payoff basso previsto: —$4,4 milioni mostrerebbe che il payoff del rispetto delle regole è nisse, lo sport ritornerebbe a quando era l'eccellen-
tentazione) basso) Poiché guadagnare 1 milione di dollari è meglio che Anche nel caso II il mio incentivo ha reso più maggiore di quello relativo al doping, indipenden- za delle prestazioni, alimentata unicamente dal de- The Tour de France:A Cultural
perderne 3,5, nel caso I il mio incentivo ha reso con- conveniente il rispetto delle regole: guadagnare 0,8 History. Thompson C.S., University of
veniente il rispetto delle regole. milioni di dollari è meglio che perderne 4,4. temente da quello che fanno gli altri. siderio di vittoria, a essere premiata e celebrata. • California Press, 2008.
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AMBIENTE
Risanare il
5
Mare d Ara
Lo sfruttamento intensivo delle acque per
IN SINTESI
l'irrigazione dei campi ha trasformato il
• Nel 1960 il Mare d'Arai, in Asia centrale, era il
quarto lago più grande del pianeta; nel 2007 era quarto lago più grande del mondo in un arido
ridotto al 10 per cento della dimensione
deserto. Gli attuali interventi di recupero
originaria. L'irrigazione diffusa e dispersiva del
deserto lungo i due fiumi che alimentano l'Arai
stanno però dando i primi risultati positivi
ha ridotto a un rivolo l'afflusso di acqua dolce.
• Il lago si è ritirato in tre principali bacini residui,
due dei quali sono così salati che il pesce è
scomparso. Sono quindi scomparse anche le di Philip Micklin e Nikolay V. Aladin
flotte di pescherecci, mettendo fine a un'attività
un tempo assai fiorente e mandando in rovina le
città costiere. Vasti tratti del letto lacustre sono
esposti e disseccati; i venti trasportano sali e
LA CATASTROFE
sostanze tossiche verso le zone popolate,
provocando gravi problemi sanitari. Il Mare d'Arai riceve la quasi totalità delle sue acque dai tributari Amu Darya e Syr
• Una diga costruita nel 2005 ha contribuito però Darya. Durante i millenni il corso dell'Amu Darya si è più volte allontanato dal lago,
a una rapida espansione della parte più causando una riduzione della sua superficie, ma ogni volta che il fiume tornava a mo-
settentrionale del Mare d'Arai, provocando una dificare il suo corso il lago è sempre rifiorito. oggi però l'intensa irrigazione richiesta
sostanziale diminuzione della salinità. Le da coltivazioni come il cotone e il riso dirotta gran parte delle acque dei due fiumi, ri-
popolazioni ittiche e le zone umide si stanno ducendone gravemente l'afflusso al lago. L'evaporazione supera di gran lunga la quan-
ricostituendo, e si vedono i primi segni di
tità delle precipitazioni, delle nevi disciolte o delle riserve sotterranee, riducendo il vo-
ripresa economica. I due grandi bacini
lume dell'acqua e aumentando la salinità.
meridionali rischiano però di morire del tutto, a
L'Unione Sovietica ha tenuto segreto il declino del lago per decenni Poi, nel 1985,
meno che il corso dell'Amu Darya, che li
il presidente Mikhail Gorbachev rivelò al mondo la tragedia ambientale e umana del
alimentava, non sia sensibilmente modificato,
un progetto che richiede decine di miliardi di grande bacino. Alla fine degli anni ottanta il livello del lago si era abbassato a tal pun-
to che le sue acque si erano divise in due corpi distinti: il Piccolo Arai (a nord) e il Gran-
dollari e difficili accordi politici.
de Aral (a sud). Entro il 2007 la parte meridionale si era a sua volta suddivisa in un pro-
• Altri laghi nel mondo stanno iniziando a subire
fondo bacino occidentale, un bacino orientale poco profondo e un piccolo golfo isolato.
un destino analogo, in particolare il lago Ciad in
Il volume del Grande Aral era calato da 708 chilometri cubi a 75, e la salinità era salita
Africa centrale e il Salton Sea nella California
da 14 grammi per litro a oltre 100. Nel 1991, dopo il crollo dell'Unione Sovietica, il lago
meridionale. Le lezioni apprese dal declino
dell'Arai e dalla sua parziale resurrezione fu diviso tra le neonate repubbliche del Kazakhstan e dell'Uzbekistan, mettendo fine al
potrebbero tornare utili a queste regioni. grande progetto sovietico che prevedeva di far affluire acqua dai lontani fiumi siberiani.
E dando il via alla gara per impadronirsi di questa risorsa sempre più esigua.

58 LE SCIENZE 478 giugno 2008
FONDO ROCCIOSO • I CANALI DI IRRIGAZIONE (foto al centro) dirottano le acque dell'Amu Darya e del Syr Darya per SOSTANZE TOSSICHE
centinaia di chilometri attraverso diverse nazioni; in questo modo l'acqua che raggiunge il Mare d'Arai
Il prosciugamento del Mare d'Arai ha avuto gra- dal grande bacino di drenaggio (mappa) è scarsissima. Tra le altre conseguenze, sono scomparse Il ritiro delle acque del lago ha esposto e pro-
vi ripercussioni. L'enorme riduzione della portata molte specie animali e vegetali (in basso). sciugato circa 54.000 chilometri quadrati del suo
dei fiumi ha fatto cessare le inondazioni primaverili letto, che è imbevuto di sale e in alcuni luoghi di
che alimentavano le zone umide. Le specie ittiche si pesticidi e altre sostanze chimiche usate in agricol-
sono ridotte da 32 a 6 a causa della salinità sempre tura, depositati dal deflusso proveniente dalle aree
più elevata e della perdita di terreni in cui deporre Bacino di drenag agricole. Forti tempeste di vento trasportano sale,
del Mare d'Ara
le uova e nutrirsi. I pescherecci, che nel 1960 cattu- Lago polvere e sostanze nocive fino a 500 chilometri di
Balqash
ravano circa 40.000 tonnellate di pesce, a metà de- KAZAKHSTAN distanza. I venti da nord e nord-est provocano le
gli anni ottanta sono scomparsi, con una perdita tempeste più violente, con gravi ripercussioni sul
di oltre 60.000 posti di lavoro. La più diffusa tra le delta dell'Amu Darya a sud, la zona più popola- 90,
f
specie superstiti era la platessa del Mar Nero (kam- ta e più strategica da un punto di vista economi-
Mar Caspio
bala in russo), un pesce d'acqua salata introdotto co ed ecologico di tutta la regione. Il bicarbonato
negli anni settanta che però nel 2003 era scompar- di sodio, il cloruro di sodio e il solfato di sodio di-
so dai laghi meridionali perché la salinità superava struggono la vegetazione e i raccolti o ne ritarda-
i 70 grammi per litro, il doppio di un oceano. no la crescita: una crudele ironia della sorte, per-
CINA
Anche la navigazione si è interrotta, perché ché è stata proprio l'irrigazione necessaria a quei
l'acqua si è ritirata di molti chilometri dai porti più raccolti a far morire il lago.
importanti di Aralsk a nord e Muynak a sud, e la Gli esperti sanitari riferiscono che nella popola-
manutenzione di canali navigabili sempre più lun- zione locale si registra un'alta incidenza di malattie
ghi era troppo costosa. I livelli delle falde acquifere respiratorie, cancro alla gola e all'esofago e disturbi
IRAN PA TA
sono precipitati insieme a quelli del lago, intensifi- digestivi causati dalla respirazione e dall'ingestione
cando il processo di desertificazione. Entro la metà di aria e acqua sature di sale. Patologie epatiche e
INDIA
degli anni novanta, esigue strisce di alofite (piante 500 1000 chilometri AFGHANISTAN renali e problemi oculistici sono comuni. La scom-
che tollerano i suoli salini) e xerofite (amanti del- parsa del pesce ha inoltre ridotto enormemente la
la siccità) lottavano per sopravvivere sulle spon- varietà della dieta, peggiorando denutrizione e ane-
de del Mare d'Arali, un tempo ricoperte da rigoglio- mia, in particolare nelle donne in gravidanza.
se distese di alberi, cespugli e praterie. Nella zona L'isola di Vozrozhdeniya pone poi un problema
era rimasta appena la metà delle specie autoctone unico nel suo genere. Quando si trovava in posi-
di mammiferi e uccelli. Anche il clima si è modifi- zione isolata al largo del lago, l'Unione Sovietica
cato fino a un raggio di 100 chilometri dalla linea la usava per sperimentare armi biologiche; antra-
costiera originaria: oggi le estati sono più calde e ce, tularemia, brucellosi, peste, tifo, vaiolo e tos-
gli inverni più rigidi, l'umidità si è ridotta (con una sina botulinica furono testati su cavalli, scimmie,
conseguente diminuzione delle precipitazioni), la pecore, asini e cavie da laboratorio.
stagione della crescita è più breve e la siccità è un Ma quando le acque si sono ritirate, nel 2001
fenomeno sempre più comune. Vozrozhdeniya si è riunita alla terraferma. Gli
esperti temono che qualche organismo potenzial-
• I TRENI MERCI che un tempo trasportavano prodotti mente pericoloso sia riuscito a sopravvivere e che
industriali e alimentari provenienti dalla prospera città possa raggiungere la popolazione attraverso rodi-
portuale di Aralsk oggi giacciono abbandonati e in rovina, tori infetti, oppure che gruppi terroristici riescano
come l'economia cittadina. a venirne in possesso.
TRIBUTO DI SALUTE (nella popolazione locale) • PESTICIDI e rifiuti un tempo smaltiti nel
porto di Aralsk ora sono emersi (in alto).
Violente tempeste di vento (qui sopra)
diffondono sostanze tossiche e massicce
LA MALATTIE
quantità di sabbia e sali disseccati
AUMENTANO
DISASTRO ECOLOGICO (nell'arco di trent'anni) nella regione, distruggendo i raccolti
Malattie respiratorie
IMINUISCE e provocando malattie nella popolazione.
Cancro alla gola
Specie aviarie LA DURATA
Cancro all'esofago
Palude (ettari) da 319 a 160 Disturbi digestivi DELLA VITA QUESTA MOTOVEDETTA SOVIETICA
1 UU.uuu i lui i u(30 Patologie epatiche sorvegliava i test di armi biologiche
nella regione
ridotti a 15.000 Patologie renali è passata d sull'isola di Vozrozhdeniya. Oggi è arenata
negli anni novanta Anemia 65 a 61 an
per sempre.

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