• 3 Marzo 2024 16:22

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La scienza non può fare a meno del caso

Mar 28, 2023

Visto l’interesse suscitato fra i lettori di questa pagina in occasione della discussione di qualche aspetto generale dell’evoluzione biologica, vorrei proporre qualche considerazione ulteriore per illustrare un principio di base: un processo fisico quale quello descritto da Darwin può essere deterministico, ma non prevedibile nei suoi esiti e spesso anche molto disordinato nel suo svolgersi storico. Noi possiamo cioè conoscere molto bene il perché del mutare delle popolazioni o delle specie viventi, senza tuttavia poter in alcun modo, salvo forse pochi e particolarissimi casi, prevedere la loro evoluzione futura.

 

Questo apparente paradosso può essere facilmente chiarito considerando innanzitutto il meccanismo generale in cui consiste l’evoluzione darwiniana: quando una popolazione si perpetua generando copie degli individui di cui è composta e quando gli individui hanno una esistenza limitata nel tempo, purché le copie generate non siano perfette, si genererà una certa varietà di individui. In condizioni idealmente libere da ogni vincolo, ciascun individuo avrà la stessa probabilità di ogni altro di contribuire alla successiva generazione; ma siccome per quel che riguarda gli organismi biologici i vincoli sono innumerevoli, a cominciare dalla presenza di altri individui che competono per le stesse risorse necessarie alla replicazione, ne consegue che presto la popolazione si arricchirà in individui selezionati fra quelli le cui differenze dagli altri sono in grado di migliorare le probabilità di lasciare discendenti capaci di riprodursi.

 

Ora, l’enunciato di cui sopra ha una validità così generale quanto quello che fissa la somma degli angoli interni di un triangolo: è cioè una derivazione logico-probabilistica che, nelle sue condizioni di applicazione, non può essere contraddetta. Nonostante questo, però, è interessante notare che tale enunciato non contiene nulla che possa consentirci di fare previsioni dettagliate su una traiettoria evolutiva: non fissa, in particolare, dei criteri che stabiliscono quali siano le varietà di una certa specie in grado di lasciare un maggior numero di discendenti fertili. Questa caratteristica è determinata dell’interazione fra le caratteristiche di ogni individuo e le circostanze in cui si trova a vivere e a riprodursi; è cioè figlia del fenotipo (e quindi anche del genotipo) di un individuo e dell’ambiente particolare in cui esso si trova a condurre la propria esistenza.

 

Ora, tanto le varietà che in ogni generazione si producono in una popolazione, tanto le condizioni in cui esse si troveranno a vivere, sono fortemente condizionate dal caso. Il peso del caso nell’ambiente può essere limitato in alcuni periodi, per esempio in condizioni ecologiche stabili in una certa area geografica, così da generare effetti selettivi costanti, ma comunque la varietà di individui che compaiono ad ogni generazione è casuale (anche considerando che il meccanismo di molte mutazioni spontanee è quantistico), per cui non possiamo sapere in anticipo che tipo di individui risulterà il più adatto, persino in condizioni ambientali stabili. In queste condizioni ambientali stabili, possiamo al più predire che gli individui dotati di certe funzioni saranno selezionati, e quindi che una popolazione tenderà ad evolvere tratti in grado di svolgere tali funzioni; non possiamo sapere però né quali tratti saranno effettivamente evoluti, né quando né, a livello molecolare, come, se non a posteriori.

 

Di fatto, però, condizioni ambientali e selettive stabili per tempi lunghi geologicamente parlando sono un’eccezione: la semplice evoluzione di nuove specie sarebbe ed è già sufficiente a cambiare drasticamente il panorama ecologico (si pensi alla comparsa di un nuovo parassita), e in aggiunta clima, mutamenti catastrofici di ogni tipo, colonizzazione casuale di nuovi ambienti, arrivo di specie aliene e una miriade di altri accadimenti di natura storica e quindi casuale contribuiscono tutti a variare nel tempo le forze selettive all’storica. Questo per non parlare degli effetti puramente stocastici della selezione sessuale, che può essere persino controadattativa, dello scambio casuale di materiale genetico tra organismi di ogni regno vivente e di mille altri meccanismi che aumentano in modo casuale la variabilità oppure cambiano in modo altrettanto casuale la direzione della selezione. Ecco quindi perché una legge deterministica, come quella che spiega l’evoluzione di una popolazione di individui con un ciclo di vita limitato sulla base della selezione premiale dei migliori riproduttori, non può essere usata altro che per illustrare il funzionamento del motore all’opera nella natura, ma non le strade che essa percorrerà nel generare l’incredibile varietà delle forme che vivono e che sono vissute.

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