Evoluzione

Le continue, casuali mutazioni genetiche (e le caratteristiche fisiche conseguenti)
sono selezionate in base ai vantaggi (o svantaggi)
che danno per la sopravvivenza. Poi entrano in azione altri fattori

Una fitta rete di gallerie fu scavata nel fango da esseri vermiformi, più di un miliardo di anni fa. Quel fango, con tutte le sue gallerie intatte, è arrivato fino a noi, trasformato in un materiale solido, simile ad arenaria.
Scoperto alcuni mesi fa, si trova a Chorhat, nel cuore dell’India, ed è considerato un reperto rivoluzionario. E’ grazie a questo pezzo di roccia, infatti, che si può oggi riscrivere la storia dell’evoluzione e ricostruire l’identikit dei nostri più antichi antenati pluricellulari.
Erano ciechi, spaghettiformi, ma provvisti di lingua e già abbastanza spediti nei. Ed erano più antichi di mezzo miliardo di anni dei più vecchi fossili pluricellulari che si conoscano, gli invertebrati marini di Ediacara e Burgess comparsi in Australia e Canada 600 milioni di anni fa.
Guardandoli, viene da chiedersi se è davvero possibile, come sostiene la teoria dell’evoluzione, che da questi vermi siano nati i pesci e gli anfibi, i rettili, i dinosauri, gli uccelli e i mammiferi (tra cui animali grandi tre volte gli attuali elefanti) fino all’uomo.

Eppure sembra proprio che sia così. L’ipotesi dell’evoluzione, formulata da Charles Darwin nel 1859, ha trovato, nel corso di un secolo e mezzo di ricerche, infinite conferme. E anche se alcuni dei meccanismi chiave dell’evoluzione suscitano ancora discussioni e polemiche tra gli studiosi, la stragrande maggioranza del mondo scientifico ne ha accettato l’impostazione. Ecco come gli evoluzionisti spiegano i meccanismi base che portano a questo straordinario sviluppo delle forme di vita.

LA SELEZIONE NATURALE
Gli evoluzionisti partono da una constatazione: ogni singolo individuo, appartenente a una qualsiasi specie, può vivere più o meno a lungo a seconda del modo in cui si adatta all’ambiente in cui si trova. Se è più resistente alle malattie, più abile a cercare il cibo e a eludere i predatori, vivrà di più. Così come vivrà di più se disporrà di caratteristiche fisiche vantaggiose: denti più taglienti, arti più lunghi, vista più sviluppata, olfatto più sensibile e così via. In natura però succede che, se un individuo vive di più, fa anche più figli. E trasmette il suo patrimonio genetico e più geni "adatti" (quelli ad esempio della resistenza alle malattie e dei denti più taglienti) a un maggior numero di componenti delle nuove generazioni.
Questo modo di selezionare e diffondere i geni (e quindi le caratteristiche) migliori è l’essenza della cosiddetta selezione naturale, che opera sui grandi numeri e, nel corso di decine di migliaia di anni, può far sì che si accumulino in una specie caratteristiche nuove e utili. E, in alcuni casi, può dare vita a nuove specie.

LA DERIVA GENETICA
Se il meccanismo dell’evoluzione fosse solo questo ci sarebbe però un progressivo processo di perfezionamento e di omogeneizzazione dei viventi. Le caratteristiche migliori tenderebbero cioè, nel corso del tempo, a divenire patrimonio di tutti. E poi l’evoluzione si fermerebbe (salvo riprendere per cambiamenti nell’ambiente). Come spiegare allora l’enorme varietà di specie nate dai primi organismi unicellulari?

Darwin, e soprattutto i neodarwinisti di oggi, sostengono che gran parte di questo processo è favorito dalle mutazioni genetiche casuali.
Ogni volta che, nella riproduzione della vita, si fa una copia del patrimonio genetico di un individuo o che si mischiano (come avviene nella riproduzione sessuata) due patrimoni genetici (del padre e della madre) in uno nuovo (quello del figlio), si possono verificare errori di copia. I genetisti chiamano questi errori mutazioni.

Quali conseguenze hanno questi errori? Anomalie nel corpo dei nuovi nati. Qualcuno può nascere di un colore diverso, con un dito in più o notevolmente più alto dei suoi genitori.
Nella maggior parte dei casi le anomalie sono d’ostacolo alla vita dei nuovi nati, che così vivono poco e non trasmettono i geni mutati a loro discendenti. Ma a volte le variazioni possono essere anche utili. In tal caso chi le porta può vivere meglio, trasmettere i suoi geni e favorire nella sua specie la conservazione delle nuove caratteristiche.

COSÌ NASCE UNA SPECIE
Un ulteriore meccanismo è alla base della formazione di nuove specie. Per molti anni, dopo Darwin, si era pensato che le specie nascessero dal lento cambiamento del corredo genetico di un animale, che a poco a poco sfumava in un altro.
Ma poi studiosi di genetica di popolazione hanno osservato che per fare una specie occorre un periodo di isolamento.

Il meccanismo funziona così: parte della popolazione di una specie rimane isolata a causa di barriere geografiche, come l’invasione di un mare che trasforma in isole una parte di un continente, la formazione di montagne o di un deserto. Una volta che una popolazione rimane isolata dal resto della specie è normale che continui a cambiare. Ma l’evoluzione non avverrà nello stesso modo di quella del resto della popolazione, perché l’ambiente potrebbe essere diverso e soprattutto perché diverso è il corredo genetico di partenza della popolazione isolata. Quando si separano due gruppi d’una stessa popolazione si separano anche i loro geni.
E un po’ come separare un secchiello di palline (i geni) di colori diversi prese a caso dal cesto principale. La frequenza dei colori-geni nel secchiello sarà probabilmente diversa da quella del cestino. Se nel cestino per esempio le palline gialle sono il 27%, nel secchiello possono essere il 24% o il 33%. E da geni diversi, sia pure di poco, tendono a svilupparsi differenze diverse. E’ il fenomeno della "deriva genetica", necessario, ma non sufficiente perché nasca una nuova specie.
Infatti, ciò che veramente conta non è tanto che siano cambiate alcune caratteristiche generiche e fisiche. Per affermare che esiste una nuova specie occorre che le due popolazioni, eventualmente tornate a contatto, non possano più accoppiarsi: magari solo perché sono cambiati i riti sessuali. Altrimenti, rimischiando le "palline colorate", le differenze fra le due popolazioni sfumerebbero. Per fare una specie ci vogliono 20-50 mila anni. E questa non dura, salvo eccezioni (vedere riquadro sui "fossili viventi") più di 7-8 milioni di anni.

LE SPECIE GEMELLE
Perché possa durare nel tempo, la nuova specie deve tuttavia fare poca concorrenza a quella d’origine. Per esempio. i suoi rappresentanti devono nel frattempo avere imparato a nutrirsi di altri cibi o a fare la tana fra le rocce invece che nei tronchi degli alberi.
Altrimenti si cade nella "trappola" evolutiva delle specie gemelle: le specie gemelle hanno sì meccanismi differenziati a livello sessuale, ma per il resto sono troppo simili.
E succede che la specie originaria, più diffusa, finisce per fare concorrenza ed estinguere la sorella. La storia della vita ha visto nascere molte specie gemelle che si sono subito spente come stelle cadenti.

ALTERNATIVA DARWIN - LAMARCK
Jean-Baptiste Lamarck era uno scienziato che sosteneva la trasmissibilità dei caratteri acquisiti: cioè la possibilità che si trasmettessero ai figli non solo le caratteristiche determinate dai geni ma anche quelle determinate dall’ambiente o dalla cultura. I darwinisti avevano duramente criticato la teoria di Lamarck.

Ora però alcune ricerche hanno riaperto la possibilità che l’evoluzione proceda anche attraverso i caratteri acquisti. Sembra cioè che alcuni cambiamenti non avvengano a caso, per poi passare al vaglio della selezione, ma siano stimolati direttamente dall’ambiente. Uno dei fenomeni rilevati si chiama amplificazione genica: un gene viene moltiplicato per effetto di uno stimolo esterno. Lo si è visto in un moscerino, la drosofila, e in alcuni anfibi. E sembra che la resistenza ai pesticidi di alcuni insetti sia dovuta a questo fenomeno.

Esistono varie interpretazioni dell’evoluzionismo
e varie scuole di pensiero che si confrontano.
Ecco le principali e le loro ipotesi.

Gli attuali esseri viventi? Sono macchine da sopravvivenza, progettate da colonie di geni. E i geni ricordano i rematori di una barca in gara con altre imbarcazioni. Quando poi la barca affonda, loro si sono già allontanati, per andare a remare su altre barche. In altre parole: i corpi muoiono, ma i geni sopravvivono con la riproduzione e vanno a progettare nuovi corpi. E proprio questa "smania d’immortalità" dei geni a far mutare le specie.

A esserne convinto è il britannico Richard Dawkins, ideatore della teoria detta del "gene egoista".
Ma la congiura dei geni non toglie ogni spazio all’individuo. I geni progettano le reazioni generali all’ambiente, ma nelle situazioni concrete è pur sempre la centrale-individuo a decidere.

Non tutti gli esperti sono d’accordo con lui. E oggi è in corso un duro confronto fra scuole diverse. Ecco i punti di vista più importanti. «Con un’avvertenza», dice Aldo Zullini, dell’università di Milano. «Hanno ragione un po’ tutti, perché l’evoluzione si può vedere da angolature diverse».

CO-EVOLUZIONE: GENI + CULTURA
Il rapporto geni-ambiente è importante, ma la cultura ha altrettanto peso. A sostenerlo sono i coevoluzionisti, che fanno notare come anche molte specie animali sappiano tramandare per apprendimento usi e scoperte di strumenti rudimentali.
Nell’uomo ci sono non poche prove dell’evoluzione parallela guidata sia dai geni sia dalla cultura. Per esempio, sono bastate 300 generazioni in cui gli adulti non bevevano latte per motivi culturali per far perdere ad alcune popolazioni asiatiche la capacità enzimatica di digerirlo. Di più: la cultura preistorica nomade avrebbe ancora voce, per via genetica, nell’uomo moderno.

Qualche esempio? Il piacere di viaggiare, per cominciare, ma soprattutto il fatto che se contiamo le persone di cui ci fidiamo davvero, scopriamo che non sono più numerose dei giocatori di una squadra di calcio: non più comunque del numero ideale di un gruppo di cacciatori e raccoglitori. Comportamenti consolidati in centinaia di migliaia di anni non possono essere scalzati da 5 mila anni di civiltà agricolo-industriale.

Anche alcuni animali confermano l’esistenza di una co-evoluzione geni+cultura. Per esempio, una ricerca condotta dall’università canadese fra i capodogli e le orche, entrambi cetacei molto sociali che vivono in gruppi matrilineari, ha scoperto che gli individui delle due specie hanno i DNA quasi identici (sono 10 volte più simili tra loro di quanto avvenga tra gli altri cetacei).
Come si spiega? L’ipotesi è quella di una ‘selezione culturale": le due specie condividono infatti metodi di caccia, rotte migratorie e possibilità di comunicazione con suoni ad alta frequenza. Orche e capodogli sarebbero insomma diventati sempre più simili geneticamente perché avevano schemi di vita simili.

SALTAZIONISMO EVOLUZIONE A SCATTI
E’ appena uscito l’ultimo libro di Niles Eldredge, "Ripensare Darwin", che ripropone la teoria degli "equilibri punteggiati". Secondo questa visione, l’evoluzione non procederebbe per gradi, ma alternerebbe lunghi periodi di stasi ad improvvise accelerazioni durante le quali comparirebbero le nuove specie.
Un’idea confortata dalla mancanza - nei reperti fossili - di molti anellidi congiunzione: se l’evoluzione è come una catena, insomma, perché non si riesce a ricostruirne ogni passaggio? I primi pipistrelli di 50 milioni di anni fa sono per esempio già formati come tali e non si vedono elementi di transizione da specie precedenti.
In molti gruppi di trilobiti e altri organismi marini, ci sono specie che durano anche 7 milioni di anni cambiando pochissimo. Poi si estinguono, e al loro posto i paleontologi trovano animali diversi.

Eldredge critica anche l’egoismo genetico di Dawkins: in natura, sostiene, non esiste solo l’imperativo della continuazione della specie. Gli animali pensano soprattutto a restare vivi loro stessi.

L’IPOTESI DEGLI SPECIALIZZATI
Una conferma a quest’idea arriva dalle osservazioni di Elisabeth Verba, della Yale University, sull’identità "ecologica" delle specie. Alcune sono eclettiche (come l’impala, che mangia molte qualità di piante e dipende poco dall’acqua), altre sono specializzate (come alcuni gnu che si nutrono solo di vegetali selezionati ed evitano la stagione secca con rischiose migrazioni).
In una stessa regione, le specie specializzate arrivano ad essere 10 volte più di quelle generaliste, perché sfruttano al meglio l’ambiente. Ma di fronte a crisi biologiche rimangono spiazzate e si estinguono.

Le specie generaliste riescono invece ad adattarsi. Ecco perché, per esempio, si sono estinti gli specializzati dinosauri. Ed ecco perché sono sopravvissuti i mammiferi, che a quei tempi erano rappresentati tutti da specie generaliste. In effetti l’evoluzione sembra ripartire sempre dai generalisti: all’inizio lo erano anche i dinosauri.

FAUTORI DEL CASO
Secondo Stephen Gould, l’evoluzione è così caotica che quasi tutti i suoi frutti sono condizionati dal caso. Un esempio per tutti: circa 550 milioni di anni fa, nell’attuale Canada, erano presenti i capostipiti di tutti i gruppi principali di artropodi: i trilobiti (oggi estinti), i crostacei, i chelicerati (comprendenti ragni e scorpioni) e gli unirami (di cui fanno parte gli insetti).
E oltre a questi c’era una folla di altri organismi: animali da fantascienza come l’Opabinia, con 5 occhi e un solo arto frontale munito di tenaglia. Oppure come l’Anomalocaris grosso predatore con bocca circolare. In totale c’erano 15 phyla (cioè gruppi-base), che potevano dare origine a intere ramificazioni del tutto nuove della vita, e che invece si sono estinti a causa di una grande crisi biologica.

Si salvò la Pikaia, un animaletto affusolato e munito di notocorda. l’inizio di una rudimentale colonna vertebrale. Se la Pikaia si fosse estinta come gli altri, non si sarebbero sviluppati i vertebrati, tra cui è compreso anche l’uomo.

Per non parlare dei precedenti dominatori, i dinosauri. Anche per loro, afferma Gould. ha giocato il caso: Né anfibi né, più tardi, i rettili sarebbero mai comparsi se i pesci crossopterigi si fossero estinti prima di sviluppare pinne adatte anche allo spostamento a terra.

RIASSUMENDO:

L’evoluzione è il processo attraverso il quale le specie animali e vegetali cambiano
nel corso del tempo con risposte indirette alle variazioni dell’ambiente,
dando origine a nuove specie. La sempre maggiore conoscenza dei fossili ha ormai dimostrato
inequivocabilmente l’esistenza di un processo evolutivo negli organismi.

La Selezione naturale
Secondo la teoria comunemente accettata, l’evoluzione si attua per mezzo della selezione naturale. In determinate condizioni ambientali sono favoriti gli individui che, casualmente, presentano determinati caratteri fisici o comportamentali: vivendo mediamente meglio rispetto agli altri individui della specie, hanno, infatti, maggiori probabilità di riprodursi con successo trasmettendo alla prole le proprie caratteristiche genetiche.

Finché le condizioni ambientali rimangono immutate, tali individui sono favoriti rispetto agli altri, continuando perciò a "concentrare" nella progenie le loro caratteristiche vincenti. L’individuo non può pilotare in alcun modo questo processo selettivo che dipende da rimescolamento genetico e mutazioni, fenomeni del tutto casuali, e dall’azione dell’ambiente, che l’individuo non può controllare.

Ne risulta che il processo evolutivo è completamente passivo e privo di qualunque forma di finalismo, cioè dell’intenzione conscia di conseguire determinati obiettivi. I fattori che condizionano e determinano il processo selettivo sono il potenziale riproduttivo della specie, la sua variabilità biologica, le mutazioni genetiche e la variabilità ambientale

I FATTORI EVOLUTIVI

LE TAPPE DELLA TEORIA

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