Le forme di tutte le piante e di tutti gli animali sottostanno a un'unica legge e sono tutte soluzioni altrettanto valide dell'equazione che descrive l'efficienza energetica di un organismo. E' questa la conclusione a cui è giunto uno studio condotto da quattro ricercatori – due dei quali italiani - dell'Università di Padova, dell'Università del Maryland e del Politecnico di Losanna che ne riferiscono in un articolo sui “Proceedings of tha National Academy of Science” .

Da quasi due secoli i biologi hanno notato l'esistenza di alcune costanti che interessano ogni forma di vita e che sono troppo singolari per essere una semplice coincidenza. Per esempio, il numero di battiti del cuore nell'arco della vita di un animale è pressoché lo stesso, dal piccolo topo che vive un anno al pachidermico elefante che supera il mezzo secolo. O ancora, perché le piante e gli animali più piccoli maturano più rapidamente?

Una prima risposta all'enigma risale agli anni trenta del secolo scorso, quando lo svizzero Max Kleiber osservò che la velocità del metabolismo di un organismo, ossia la velocità con cui brucia le sue riserve energetiche, è una funzione della sua massa. Ma questa legge empirica - nota come "legge di Kleiber" - solleva a sua volta dei problemi.

Infatti, quando un organismo brucia le scorte energetiche, produce calore viene dissipato attraverso la superficie corporea. All'aumentare delle dimensioni, però, la superficie corporea cresce meno della massa, quindi se il metabolismo viaggiasse sempre alla stessa velocità, il calore prodotto si accumulerebbe, finendo ben presto per danneggiare l'organismo stesso.

Per poter sopravvivere, dunque, il metabolismo di un organismo deve aumentare più lentamente della massa. Ma quanto più lentamente? Se la superficie fosse l'unico fattore in gioco, la matematica dice che il metabolismo deve aumentare alla velocità della massa elevata a 2/3. Sostenuta da un corposissimo insieme di osservazioni, la “legge di Kleiber” indica che negli animali e nelle piante questa relazione è leggermente diversa: l'esponente che compare in quella legge di potenza non è 2/3, ma ¾.

Questa differenza, biologicamente significativa, indica che in gioco c'è qualche altro fattore, che finora però era sfuggito all'identificazione.

Andrea Rinaldo, Amos Maritan e colleghi hanno ora preso in esame la specifica forma geometrica degli organismi riuscendo a individuare una variabile finora trascurata che si è rivelata essere cruciale: la velocità a cui i nutrienti vengono trasportati nelle varie parti dell'organismo e il calore eliminato. Negli animali, per esempio, i ricercatori hanno preso in esame il ritmo a cui il cuore pompa il sangue scoprendo che la velocità del flusso sanguigno (e quindi di apporto di nutrienti e di asportazione del calore) ha anch'esso un preciso rapporto con la massa del corpo. Tenendo conto di questo rapporto, l'enigma della legge di Kleiber (perché 3/4 e non 2/3?) trova una perfeta spiegazione.

Il fatto che il rallentamento del metabolismo segua esattamente la stessa legge in tutti gli organismi multicellulari suggerisce inoltre che alla sua origine vi sia qualche mutazione molto antica, trasmessa a tutta la discendenza. Una simile mutazione potrebbe riguardare, almeno per quanto concerne gli animali, un gene  ancestrale che controlla lo sviluppo del cuore.