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L’evoluzione dietro le scene

copia-di-revolution-smallSull’evoluzione, la natura è stata colta sul fatto: le prove a carico sono chiare e schiaccianti, e non lasciano spazio ad altre interpretazioni. Oltre ai fossili paleontologici, prova evidente delle diverse biosfere che hanno preceduto la nostra e delle differenti morfologie biologiche che divergono dalle attuali man mano che ci si allontana indietro nel tempo, anche la distribuzione geografica delle specie e lo studio dei codici genetici dimostra che i meccanismi di mutazione e ricombinazione del DNA hanno caratterizzato la progressiva trasformazione dei genomi specifici lungo un percorso di adattamento e ri-adattamento alle condizioni ambientali. Le conferme probabilmente definitive sono arrivate dalla biologia evolutiva dello sviluppo, nota anche come evo-devo, e la spiegazione di come lo sviluppo embrionale abbia verosimilmente influenzato i processi evolutivi dall’origine della vita sulla Terra fino a noi, conseguente alla scoperta che tutti gli animali, uomo compreso, discendono da un antenato comune semplice, con cui condividono un insieme di geni “master” che svolgono il ruolo di kit degli attrezzi per lo sviluppo dell’embrione in individuo adulto. Considerazioni che hanno portato il celebre biologo S.B. Carroll a concludere che “l’evoluzione consiste in gran parte nell’insegnare nuovi trucchi a vecchi geni!” – appunto geni vecchi centinaia di milioni di anni – e che è proprio nello sviluppo embrionale, vera e propria chiave per la compresione dei processi evolutivi, che si possono riscontrare le “pistole fumanti dell’evoluzione”.
L’evoluzione è dunque prima di tutto un fenomeno della natura, come tale oggetto di osservazione e studio scientifico, ma ci sono domande fondamentali che attendono una risposta: è senz’altro vero che ad oggi non è chiaro quale sia stato l’impulso iniziale che ha dato origine all’evoluzione delle specie, quindi alla vita, né è del tutto identificato in cosa consista il meccanismo evolutivo e perché esso sia così diffuso. Ci sfugge, cioè, comprendere le ragioni del successo dell’evoluzione, ed i suoi meccanismi considerati globalmente. I risultati dell’evo-devo ci danno oggi conferma del ruolo del DNA nell’evoluzione, ma non ci spiegano ad esempio la selezione naturale, che deve essere considerata ad un livello superiore a quello in cui i processi genetici hanno luogo: a livello di ecosistema.
La comprensione dell’evoluzione nel senso più ampio richiede un necessario inquadramento di scala: se l’invenzione del kit degli attrezzi genetico per lo sviluppo della forma animale è stata una condizione necessaria per la biodiversità che oggi abbiamo davanti agli occhi, è solo a livello di ecosistema che possiamo meglio coglierne la dinamica. Allo stesso modo dobbiamo probabilmente modificare la nostra prospettiva di scala per comprendere come si è potuto arrivare dal cosiddetto “brodo primordiale” all’apparizione del codice genetico, condizione necessaria ma non sufficiente per la comparsa del suddetto toolkit.
La ricerca passa dunque dalla scala della biologia molecolare a quella, inferiore, della chimica e delle reazioni catalitiche, e ancora più giù alla scala delle interazioni fisiche, in virtù del fatto che i comportamenti attesi ad una scala sono connessi a quelli che avvengono a scale inferiori, i cui processi di crescita adattiva, attraverso una o più transizioni di fase, conducono all’emergenza di comportamenti sistemici assai differenti ad una scala diversa. E’ oggi noto che meccanismi di autorganizzazione di questo tipo sono tutt’altro che rari.
In fisica, le celle convettive di Bènard, la reazione di Belousov-Zhabotinsky, la condensazione di Bose-Einstein – cui sono legati fenomeni fisici oggetto di grande attenzione come la superconduttività, o che hanno conosciuto un ampio utilizzo nella tecnologia come il laser o l’effetto tunnel nelle giunzioni Josephson – o ancora le onde spiraliformi, sono tutti esempi che hanno a fattor comune il principio dell’autorganizzazione in sistemi lontani dall’equilibrio termodinamico, e che lasciano emergere comportamenti caratteristici a livello aggregato che non sono osservabili a livello individuale. Altrettanti esempi possiamo rintracciare in ambiti biologici, come il nodo senoatriale che governa il battito cardiaco, o anche la sincronia di lampeggiamento delle lucciole della Thailandia, per citare quelli forse più suggestivi.
Sembra, dunque, verosimile ritenere che l’autorganizzazione abbia giocato un ruolo fondamentale nell’evoluzione, in quel passaggio organizzativo dell’ambiente prebiotico che ha creato le condizioni perchè prendesse piede il processo evolutivo genetico. Se l’autorganizzazione che si instaura in un sistema fisico non può bastare da sola a spiegare l’insorgenza della vita, l’autorganizzazione in presenza di un meccanismo termodinamico che conduce un sistema molecolare fuori dall’equilibrio può avere innescato – anche più di una volta – un ciclo chimico (auto)catalitico che ha portato all’insorgenza di DNA. Per dirla con Stuart Kauffman: l’autorganizzazione si mescola con la selezione naturale secondo modalità poco chiare e produce la nostra pullulante biosfera in tutto il suo splendore.”
Qualcosa del genere deve essere avvenuto per dar luogo a quell’inesaurito effetto domino che ci accompagna tutti i giorni, e di cui anche noi siamo parte. Da quel momento in poi, certi aggregati molecolari hanno continuato a riprodursi, lontani dall’equilibrio termodinamico, e a selezionare strategie sempre nuove per la moltiplicazione, dando luogo nel tempo a membrane, cellule e batteri.
A ciò aggiungiamo che è tutt’altro che bizzarro, oggi, ritenere che in un contesto caratterizzato da un’alta diversità molecolare, l’emergenza di sistemi molecolari autoriproduttivi sia una circostanza talmente probabile da apparire quasi inevitabile. E da una tale ineluttabilità può essere conseguito un mondo in cui milioni di specie si sono succedute nella creazione della sorprendente diversità che chiamiamo biosfera, che è certamente e provatamente stata preceduta da migliaia di biosfere scomparse, perchè sempre superate da nuove nella corsa del cambiamento evolutivo, nella continua esplorazione di nuove possibilità e generazione di nicchie ecologiche da sfruttare e popolare.
Le specie viventi non hanno colonizzato un mondo vergine, una specie di substrato passivo, un palcoscenico per la vita. Lo hanno letteralmente creato, costruito, assemblato. La biosfera in cui siamo immersi è emersa dall’ininterrotto cambiamento evolutivo che l’ha preceduta. E continuerà ad evolvere, man mano che ogni forma vivente continuerà instancabilmente ad esplorare nuove opportunità di successo e affermazione, a colonizzare nuove nicchie biologiche che a loro volta genereranno altre nicchie biologiche precedentemente inesistenti.

Se le spiegazioni scientifiche riguardo le ragioni o cause ultime della vita possono essere offerte sempre con approssimazione, è un fatto che tutta questa emergenza perpetua è davanti ai nostri occhi giorno dopo giorno. Ed è ciò che chiamiamo evoluzione.

Nonlineare (Stefano)

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L’evoluzione dell’uomo si è fermata. Ma perchè, dove stava andando?

Per una volta Progetto Galileo non è qui a fare le pulci ai giornalisti che stravolgono e deformano i risultati di una qualche ricerca scientifica, bensì alla ricerca scientifica stessa.
Stiamo parlando della lecture del professor Steve Jones, qualche giorno fa riportata dal TimesOnline e dai giornali italiani, secondo cui l’evoluzione dell’uomo si sarebbe pressochè fermata. Il dubbio che la colpa sia dei giornalisti viene fugato dalla voce stessa di Jones in un’intervista alla BBC. Il dubbio che ci sia qualcosa che non quadri in quel che dice, invece, è più difficile da fugare.
Alla perplessità contribuisce anche la semplificazione con cui viene riportata la notizia, tanto dal TimesOnLine quanto dal Corriere o da laStampa. Repubblica questa volta entra un po’ più nel merito, addirittura sottolineando che “Naturalmente non tutti i colleghi del professor Jones concordano”.
Ma è leggendo la versione del Telegraph che si chiariscono un po’ di cose.
Innanzitutto qui non si cerca di suggerire implicitamente che 888 figli diviso 60 anni corrispondono ad una media di 1.2 rapporti al giorno (quell’1.2 evidentemente viene da altre stime); si spiega esplicitamente perchè è più determinante l’età del padre, rispetto a quella della madre, nel determinare il numero di possibili mutazioni della progenie (la produzione di spermatozoi è continua, mentre gli ovociti vengono prodotti una volta sola, prima ancora della nascita); e chiarisce anche quello che in tutte le altre versioni sembra un vero e proprio paradosso: da una parte infatti si dice che le mutazioni sono più probabili con l’aumentare dell’età del padre, e dall’altra si dice che questo ha portato ha una diminuzione del numero di mutazioni nella popolazione attuale. Sembra un paradosso perchè tutti quanti hanno in mente che nelle società moderne l’età media dei padri è aumentata, rispetto al passato, non certo diminuita. Ed è solo il Telegraph che si sente in dovere di chiarire che il problema non è tanto l’età media, quanto l’estensione della coda alta della distribuzione: oggi, cioè, si inizia a fare figli ad un’età maggiore di quella di una volta, ma allo stesso tempo ci si ferma prima.
Ma tutto ciò è semplicemente imprecisione e semplificazione, se vogliamo imputabile ai giornalisti e, per questa volta, non è di questo che vogliamo parlare. Vorremmo parlare invece dei dubbi, forti, all’idea stessa che sta alla base della tesi del professor Jones, e di come questa idea, se intesa letteralmente, rinneghi quasi completamente i principi più generali e profondi che la teoria dell’evoluzione ci ha insegnato, da Darwin in poi.
Jones sembra procedere evidenziando alcuni meccanismi fondamentali del processo evolutivo nella specie umana, e mostrando che ciascuno di essi abbia, oggigiorno, ridotto notevolmente la sua efficacia. In particolare considera meccanismi di generazione di variabilità genetica:
  • una riduzione della più importante causa di mutazioni nella popolazione — la nascita di figli da padri in età avanzata,
  • la scomparsa di ogni barriera di spostamento fisico fra le diverse popolazioni del pianeta — popolazioni di una stessa specie che restano a lungo separate presentano variazioni (polimorfismo) nelle frequenze delle diverse forme di ogni gene (alleli) dovute essenzialmente al casualità con cui la popolazione iniziale si è suddivisa (effetto del fondatore, deriva genetica),
  • una consistente riduzione della pratica della poligamia

e genericamente i meccanismi selettivi:

  • una ridotta “selezione” della popolazione, in brutali termini di morti prima della riproduzione.
Ora, sui primi si potrebbe anche discutere (ad esempio se siano capaci di generare più variabilità le derive genetiche di popolazioni isolate, o un mescolamento globale dei geni di tutte le popolazioni), tenendo però presente che la nostra è già una specie a variabilità genetica molto bassa rispetto a quella delle altre specie, e non da qualche secolo a questa parte, ma sin dal tardo Pleistocene, quando la popolazione umana era ridotta a un piccolo numero (un migliaio) di coppie genitoriali con la conseguenza di un pool genico residuo molto ristretto (catastrofe di Toba).
Ma è l’idea di fondo, la concezione stessa di evoluzione che è implicitamente assunta nell’ultimo punto, che vogliamo mettere in dubbio.
Per definizione, l’evoluzione non puo’ fermarsi, perchè è la tautologia della sopravvivenza del più adatto. Quel che può succedere, semmai, è un cambiamento del concetto di “più adatto” (fitness). Del resto, a parte alcune rare situazioni come quella di malattie genetiche mortali, non esiste un concetto di fitness univoco ed indipendente dall’ambiente. Per cui quando si dice che la ridotta mortalità (infantile) annulla l’eliminazione dei meno adatti, bisognerebbe specificare per cosa sarebbero meno adatti. E allora il discorso si sposterebbe non tanto sul fatto che esista ancora o meno un processo evolutivo in atto nell’uomo, ma su quali siano le eventuali pressioni evolutive che l’ambiente starebbe esercitando su di lui. E allora si scoprirebbe, per esempio, che se non siamo cambiati molto morfologicamente dai primi esemplari di Homo sapiens, esistono invece differenze significative sul piano del sistema immunitario. Non ha molto senso, dunque, considerare i “soliti” meccanismi evolutivi come fossero la definizione stessa di evoluzione.
Del resto sin da subito, per l’uomo, non è più stata un’evoluzione “solita”, visto che, con la domesticazione di piante ed animali, ha cominciato ad adattare attivamente l’ambiente a se stesso, invece del contrario, e a ritmi incredibilmente più elevati di quelli tipici dell’evoluzione darwiniana. Se dunque l’ambiente non esercita pressioni evolutive perchè non cambia (o, a maggior ragione, perchè cambia in maniera da assecondare le esigenze dell’uomo) perchè mai dovremmo osservare un’evoluzione nell’uomo?
Questo, ancora una volta, sottintende proprio l’altra distorsione con cui, molto frequentemente, si interpreta il processo evolutivo, e cioè come di un processo lineare dalle magnifiche sorti progressive. La vera metafora dell’evoluzione non è quella di una scala, ma di un cespuglio: non avanza, semplicemente si ramifica ampio e rigoglioso.
Certo, se vista su scala globale, a livello di tutta la biosfera, possiamo leggere fra le righe una sorta di “crescita”, ma si tratta di una crescita in complessità dovuta al fatto che ogni nuova speciazione si trovava a dover far fronte ad un ecosistema già altamente strutturato: quando comparvero per la prima volta, i batteri avevano di fronte una biosfera molto diversa da quella attuale. Oggi i batteri non si sono estinti (al contrario, sono gli organismi più diffusi nella biosfera), ma le altre forme di vita che si sono sviluppate dovevano essere capaci di muoversi in un ambiente più complesso. Ma quest’aumento di complessità che si evidenzia, in prospettiva, nell’evoluzione della biosfera, non è una caratteristica dell’evoluzione delle singole specie: non esistono pressioni selettive che portano inesorabilmente ad una maggiore complessità, bensì la complessità è un effetto collaterale che si presenta a volte nel dover trovare una risposta adattiva ad un ambiente già strutturato. Ancora una volta: l’albero della vita non avanza, sono le sue ramificazioni che si moltiplicano.
Anche solo pensare che l’evoluzione dell’uomo possa fermarsi è l’ammissione stessa dell’errore di pensare ad essa come a qualcosa che avanzi.
hronir

Orango usa lancia per pescare

Orango tenta di pescare con l’ausilio di una lancia

Un orango maschio è stato fotografato, appeso in equilibrio precario su un albero in riva al fiume, nell’atto di tirare fendenti nell’acqua con un’asta. Tentava disperatamente di infilzare i pesci di passaggio.

E’ la prima volta che un orango è stato avvistato nell’atto di usare un utensile per cacciare. Questa immagine straordinaria, un’esclusiva mondiale, è stata scattata sull’isola di Kaja, nel Borneo. Questo luogo viene comunemente scelto per rimettere in libertà alcune scimmie precedentemente prigioniere in zoo, case private o, a volte, negozi di macellai.

“Orang hutan” significa “uomo della foresta” in una delle lingue principali dell’Indonesia; ed in effetti i nostri cugini dalle braccia lunghe mostrano una notevole capacità di emulare i nostri comportamenti.

Questo individuo aveva visto gli abitanti del luogo usare delle lance per pescare sul fiume Gohong.

Sebbene il metodo in questione richiedesse troppa abilità per lui, in seguito è riuscito ad infilzare con successo alcuni pesci già intrappolati nelle reti di pescatori.

Questa immagine fa parte di una serie che appare in un recente libro, The Thinkers of the Jungle [i pensatori della giungla], che contiene anche la prima fotografia mai scattata di un orango nell’atto di nuotare.

Articolo tradotto dal Daily Mail.

Intervista a Telmo Pievani

Monsignor Elio Sgreccia , intervenuto al congresso organizzato dall’Ateneo Pontificio ‘Regina Apostolorum’ sostiene che «non c’è contraddizione tra creazione ed evoluzione, purché si mantengano alcuni punti fermi». Quali sono i punti fermi?

– Primo: l’evoluzione è governata da un disegno superiore;

– Secondo: l’uomo è ontologicamente diverso dalle bestie.

E fin qui, niente da ridire, ognuno è libero di pensarla come meglio crede.

Il problema nasce se, attorno a questi capisaldi privi di fondamento scientifico si costruisce una ‘teoria’, le si dà il nome intrigante di ‘ Intelligent design’ e si pretende di insegnarla nelle scuole come alternativa all’evoluzionismo darwiniano. E se proprio non si riesce a vendere l’I.D. come teoria scientifica, allora basta affermare che neanche il neodarwinismo è una teoria scientifica.

Negli Stati Uniti, una sentenza del Congresso* ha costretto alcuni stati a cancellare la norma che prevedeva di affiancare l’insegnamento dell’I.D. all’Evoluzionismo, ma la faccenda non è chiusa: in piena campagna elettorale sta per uscire nelle sale americane un documentario favorevole al creazionismo.

Abbiamo rivolto a Telmo Pievani qualche domanda, per chiarire le idee a noi e ai lettori di Progetto Galileo.


Progetto Galileo: Gli evoluzionisti spesso non accettano di confrontarsi su un piano scientifico con i sostenitori dell’ID, affermando che questa teoria non può essere considerata scientifica. Il confine tra scienza e non scienza è molto labile, con quali argomentazioni si può affermare la non scientificità dell’ID?

Telmo Pievani: Gli scienziati fanno bene, a mio avviso, a non accettare confronti con creazionisti o neocreazionisti in contesti istituzionali e scientifici che diano una implicita patente di plausibilità all’interlocutore. Devono invece imparare ad accettare il confronto sui media generalisti, per evitare che un pubblico di non esperti sia esposto a opinioni tendenziose senza un contraddittorio ben argomentato. L’ID non è scienza perché non ha una base empirica, non ha inferenze logiche e argomentative fondate e non è nemmeno una buona controversia perché non coglie reali punti deboli del programma di ricerca evoluzionistico. E’ una dottrina teologica o filosofica. Infine, non regge ad un semplice ragionamento per assurdo: se un progettista intelligente fosse stato davvero all’opera nella storia naturale, non sarebbe stato per nulla “intelligente”.


PG: Con quali argomentazioni è possibile sostenere la scientificità della teoria dell’evoluzione? In particolare, la teoria dell’evoluzione è falsificabile?

TP: Certamente. La teoria dell’evoluzione può generare moltissime “predizioni rischiose” che uno scienziato può falsificare o corroborare, anche in laboratorio. La componente storica della spiegazione evoluzionistica, poi, non esclude affatto che sia verificabile e che ipotesi alternative siano sottoposte alla prova dei fatti accertati.

PG: La teoria dell’evoluzione è un “paradigma utile” in termini di capacità predittiva o capacità di fornire soluzioni?

TP: Al momento, è l’unico programma di ricerca in grado di tenere insieme in una cornice coerente i dati in nostro possesso provenienti dalle discipline più diverse, dalla genetica delle popolazioni alla paleontologia. Il nucleo esplicativo è quello neodarwiniano. Si discute poi sull’importanza di singoli fattori, sui ritmi del cambiamento, sull’importanza dei tratti non adattativi e sui livelli di selezione. Ma sono controversie che non intaccano la solidità del programma di ricerca in generale.

PG: In molti criticano l’impostazione negativa della teoria dell’evoluzione. Un teologo come Vito Mancuso e un biologo come Stuart Kauffman sono finiti curiosamente per convergere sull’idea che il caso non basti a spiegare l’enorme varietà di forme su cui agisce la selezione naturale e che l’ordine potrebbe essere una proprietà intrinseca della materia, in grado di emergere spontaneamente in determinate condizioni. Siamo abbastanza lontani dall’ID. A questo livello, un dialogo è possibile? Cosa ne pensi di queste teorie?

TP: Kauffman era partito dall’idea che i processi di autorganizzazione potessero sostituire la selezione naturale e generare una teoria dell’evoluzione alternativa. Poi ha cambiato idea e adesso parla della complementarità fra proprietà emergenti e selezione naturale. Il testo di Mancuso è eterodosso e molto coraggioso, ma si basa sul solito errore di leggere la natura con la lente della teologia. Finisce così per vedere nella natura ciò che non esiste, ovvero un piano finalistico ordinato. Gli elementi di reticolarità del vivente non giustificano in alcun modo l’idea che in natura siano nascosti fini o direzioni preordinate. E’ un salto logico infondato. L’evidenza empirica ci dice che la storia naturale è caratterizzata da una radicale, profonda contingenza. Questo è il dato su cui deve riflettere il teologo, come il filosofo. Non dobbiamo cercare nella natura i fondamenti dei nostri convincimenti teologici, e ancor meno delle nostre credenze. Rischiamo di esserne delusi…

PG E infine una domanda opzionale, mi rendo conto che andiamo un po’ fuori tema. La diffidenza nei confronti della teoria dell’evoluzione mi sembra rientri in una diffidenza generalizzata nei confronti della scienza. L’idea che la scienza e la tecnica non siano strumenti neutri ma contengano in sé una qualche intrinseca negatività è piuttosto diffusa. Per te scienza e tecnologia sono strumenti neutrali?

TP: Non credo proprio che siano neutrali. Sono strumenti umani. Come tali, carichi di opportunità e di rischi al contempo. Il problema è capire come gestire la loro ambiguità. Possiamo farlo rispettando l’insopprimibile curiosità umana, ma decidendo insieme, democraticamente, caso per caso, dove porre eventuali limiti. Di certo, i limiti non possono essere imposti, secondo me, dalla paura, dall’ignoranza e da strutture di pensiero dogmatiche fondate su precetti religiosi che appartengono soltanto a una parte della società.

Andrea Ferrigno


* «The Conferees recognize that a quality science education should prepare students to distinguish the data and testable theories of science from religious or philosophical claims that are made in the name of science. Where topics are taught that may generate controversy (such as biological evolution), the curriculum should help students to understand the full range of scientific views that exist, why such topics may generate controversy, and how scientific discoveries can profoundly affect society

«I membri del Congresso riconoscono che una educazione scientifica adeguata dovrebbe preparare gli studenti a distinguere i dati e le teorie virificabili della scienza da affermazioni religiose o filosofiche fatte in nome della scienza. Per argomenti che possono generare controversie (come l’evoluzione biologica), il programma dovrebbe aiutare gli studenti a comprendere la totalità dei punti di vista scientifici esistenti, il perché tali argomenti possono generare controversie e come le scoperte scientifiche possono influenzare profondamente la società.»


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