Un occhio fatto un po' a occhio

Una delle classiche obiezioni alla teoria della evoluzione e' che il caso non puo' arrivare a generare strutture cosi' complesse quali sono gli organismi che vivono sulla terra, e in particolare l'uomo, il piu' "sofisticato" per autodefinizione. Il ragionamento lo si puo' riportare anche ad organi particolarmente complessi. L'occhio ad esempio. Darwin era perplesso a riguardo e non ebbe timore ad esternarlo: “To suppose that the eye [...] could have been formed by natural selection, seems, I freely confess, absurd in the highest degree” (Supporre che l'occhio si sia formato per selezione naturale appare, francamente, estremamente assurdo). La sua rivoluzione era talmente dirompente che, forse, proprio lui non riusciva a credere ai suoi occhi.

Allora, vediamo un po' come e' organizzato questo occhio.

In effetti tutta la sua architettura e' perfetta. Basta guardare, per esempio, la posizione di ogni componente. Da sinistra: la cornea, l'iride, il cristallino, l'umore vitreo, la retina (su cui arriva la luce) e poi i nervi ottici e l'irrorazione sanguigna dietro. Un occhio attento (tanto per restare in tema) potrebbe pero' insinuare che il tutto e' stato subdolamente presentato come se si trattasse dell'occhio umano, mentre l'occhio umano non e'. Lo ammetto. Questo e' l'occhio dei cefalopodi (seppie, polpi, calamari... Anzi, abitando a Torreamare, il polpo prima di tutto, poi seppie, calamari...).

Nell'uomo (disegno sopra) i vasi sanguigni e i nervi ottici sono posizionati davanti alla retina, in posizione non ottimale, creando in effetti un po' di diffrazione della luce che li attraversa.

Come riconciliare le due cose? Quale e' il disegno piu' astuto? O le prove son venute bene e l'opera male? Ai lettori l'ardua sentenza, senza pero' chinare la fronte.

Una riflessione importante. La comunicazione di un organismo con il mondo esterno e' fondamentale. La selezione sicuramente avvantaggera' chi avra' un controllo dell'ambiente circostante piu' efficace. Che si sviluppi un organo che utilizzi la luce e' quindi quasi prevedibile. L'imprevedibile e' il come. In effetti ci sono strutture piu' o meno sofisticate in organismi diversi, che hanno INDIPENDENTEMENTE sviluppato questi organi. Siamo di fronte a fenomeni di evoluzione convergente. Vedi foto sotto.

L'osservazione che uno stesso organo complesso e' comparso, INDIPENDENTEMENTE, piu' volte nell'evoluzione, fa cadere la considerazione, apparentemente solidissima, che una cosa cosi' complessa non puo' essere comparsa per caso. Altra formulazione dell'obiezione: ammettere che un organismo (o un organo) complesso si formi per caso e' come supporre che buttando a terra qualche milione di lettere dell'alfabeto si formi la Divina Commedia.
Se pero', per strade diverse, si forma piu' volte lo stesso organo, allora bisogna rassegnarsi a fare i conti con la potenza incredibile ma semplicissima della selezione Darwiniana. I tentativi (il caso, le mutazioni) sono stati tantissimi, un numero quasi infinito. Poi pero' il caso cede il passo alla selezione. Dal caos emerge l'ordine, perche' questo e' il solo capace di sopravvivere (di replicarsi necesariamente; da qui il titolo "Il caso e la necessita'" di Monod). Tutto il resto scompare. Questo sviluppo intelligente, pero', lo si puo' vedere solo a posteriori, perche' il disegno... non c'e'!
Altra considerazione da tener sempre presente: la quasi totalita' delle specie esistite sulla terra si sono estinte. Immaginate un ingegnere che costruisce ponti che poi, quasi al 100%, crollano...

Un esempio piu' semplice. Gli uccelli volano. Il volo e' davvero una cosa complessa. Basta pensare all'avionica di un aereo, che pero' non e' cosi' agile come un uccello. Il vantaggio di volare e' indiscusso (chi ha il controllo dei cieli ha la guerra in mano). Ed ecco perche' e' comparso anche tra i mammiferi (pipistrelli...) e qualcosa anche tra i pesci* (vedi sotto).
Il concetto e' lo stesso, per la realizzazione ognuno ci ha messo INDIPENDENTEMENTE del suo. Come per l'occhio, ci sono poi forme intermedie: c'e' chi per il momento riesce solo a planare. Ma se si allenera' tutti i giorni (per qualche milione di anni) sicuramente ce la fara' (vedi lo scoiattolo volante, il lemure volante...; vedi qui una seduta di allenamento dello scoiattolo volante). Mmm, quest'ultima cosa mi sembra piu' Lamarkismo** che Darwinismo... Ritratto (nel senso che mi pento). Volevo dire: quelli che per caso voleranno meglio (a causa di variazioni in questa direzione) saranno avvantaggiati e la selezione ne terra' buon conto.

* A dir la verita' a me i pesci sembrano uccelli con le ali piu' piccole perche' l'acqua ha una densita' molto maggiore rispetto all'aria. E le foche e affini? Convergenza perfetta. E si consumano meno le gomme. Comunque (25 agosto 2008): guarda questo volo da record!!!

** Lamarkismo. Oggi Lamarke e' ricordato sommariamente (e negativamente) per la parte della sua teoria che prevede l'ereditarieta' dei caratteri acquisiti (la giraffa cui si allunga il collo a forza di estenderlo per arrivare alle foglie piu' tenere in cima all'albero). In realta' ha avuto il merito di avere riconosciuto l'esistenza dell'evoluzione, cosa molto meritoria nel suo contesto. Ha solo sbagliato nella interpretazione del meccanismo che ne e' alla base.

Un altro esempio che mette meglio in mostra come una cosa molto vantaggiosa si sia riproposta piu' volte nell'evoluzione: la socialita'. Alcuni insetti sono sociali (api, formiche, termiti...). La loro organizzazione costituisce sicuramente un vantaggio notevole per la specie. In effetti circa la meta' della biomassa degli insetti e' rappresentata da insetti sociali. E la socialita' e' apparsa, INDIPENDENTEMENTE, una quindicina di volte negli insetti. Per alcuni primatologi e' proprio una particolare socialita' che ha avvantaggiato l'uomo (vedi Evolution for everyone).

Penultimo esempio di evoluzione convergente

1
2
3
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Compitino. Indicare i gradi di parentela di queste quattro piante.
Io giurerei che voi giurereste che le piu' imparentate fra di loro sono le due piante grasse (a meno che a rispondere non sia proprio lo studente astuto incontrato in Toccare l'evoluzione con gli occhi, che escluderebbe la -1- con la -3- solo per far dispetto al docente). In effetti le apparenze ingannano totalmente. La -1- (Euphorbia pulvinata) e' cugina di primo grado della -2- (Euphorbia pulcherrima) (giustamente ne porta il cognome), mentre ha poco a che vedere con la -3- (Echinocactus platyacantus) che, a sua volta, e' cugina, anche se di secondo grado, della -4- (Stellaria holostea). La parentela della -2- con la -4- e' paragonabile a quella della -1- con la -3-. Le due piante grasse hanno in comune solo l'ambiente desertico che le ha INDIPENDENTEMENTE plasmate (foglie ridotte ad aghi per ridurre l'evaporazione ecc.). Indipendentemente, in questo caso, vuol dire che le due piante grasse non hanno antenati grassi in comune.
Chissa' Linneo come se la sarebbe (o se l'e') cavata!

Volendo essere precisi, ecco le genealogie giuste.
-1- Eukaryota ... Spermatophyta; Magnoliophyta; Malpighiales; Euphorbiaceae; Euphorbia pulvinata
-2- Eukaryota ... Spermatophyta; Magnoliophyta; Malpighiales; Euphorbiaceae; Euphorbia pulcherrima
-3- Eukaryota ... Spermatophyta; Magnoliophyta; Caryophyllales; Cactaceae; Echinocactus platyacantus
-4- Eukaryota ... Spermatophyta; Magnoliophyta; Caryophyllales; Caryophyllaceae; Stellaria holostea

Per chi vuole divertirsi a trovare altri esempi di evoluzione convergente: cercare su Internet "mimetismo fanerico".

Ultimo esempio di convergenza, da PNAS di febbraio 2008. Che la differenziazione tra beta-emoglobina fetale ed beta-emoglobina adulta fosse comparsa INDIPENDENTEMENTE, dopo duplicazione, negli uccelli e nei mammiferi, era gia' noto. Ora il lavoro dimostra che, nei mammiferi, e' comparsa INDIPENDENTEMENTE nei monotremi e nei mammiferi placentati dopo la loro separazione. Sempre come duplicazione di una unica beta-emoglobina ancestrale. Quindi, la beta-globina fetale e' sorta, indipendentemente, almeno tre volte. In questa pagina e' riportata la figura che illustra questo dato.
Tutti questi esempi rafforzano il concetto che se un c'e' un vantaggio ovvio, questo ha buona probabilita' di prodursi. Sempre, pero', a caso. Mi dispiace per Lamarck.

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