1. Origine della flessibilità genetica
per conseguire maggiori progressi nella complessità.
Per gli evoluzionisti la scoperta forse più
interessante e inattesa della genetica molecolare emerse negli
anni sessanta, quando uno studio dopo l'altro dimostrò
che, negli organismi pluricellulari, solo una piccola percentuale
del materiale genetico totale è costituita da geni
funzionali in copie singole. La maggior parte del materiale
genetico non contiene con ogni probabilità informazioni
utili alla produzione dell'organismo e al mantenimento di
un corpo funzionante. Inoltre molti geni esistono in più
copie per ragioni oscure, non connesse alle funzioni necessarie
dei corpi.
Ben presto, tuttavia, divenne chiaro agli evoluzionisti che
la ridondanza delle copie multiple potrebbe essere la condizione
cruciale che si richiede per l'evoluzione della complessità.
Supponiamo che il progenitore unicellulare originario di tutti
gli organismi complessi avesse una sola copia di ciascun gene
e che ogni gene specificasse una funzione vitale. (Questa
tesi non è una mera congettura, ma rappresenta lo stato
reale degli organismi più semplici oggi viventi e il
modello migliore per i progenitori più remoti degli
organismi pluricellulari.) Questi organismi funzionano molto
bene; potrebbero essere affinati in modo ottimale dalla selezione
naturale e spogliati di tutto il grasso e i cascami inutili.
Ma ora emerge un enigma per l'evoluzione: questi organismi
ridotti a una funzionalità essenziale possono suscitare
la nostra ammirazione per la loro efficienza, ma come possono
cambiare nel senso cruciale di acquisire nuove capacità
più complesse? Ogni gene specifica la produzione di
qualcosa di vitale; esso può mutare solo per miglioramento
diretto nel proprio ambito. Questo tipo di sistema genetico
non offre alcuna flessibilità, alcun gioco, alcuna
capacità di aggiungere qualcosa di veramente nuovo.
Questo enigma condusse gli evoluzionisti a comprendere il
ruolo fondamentale delle copie multiple nel permettere l'evoluzione
della complessità. Se certi geni esistono in varie
copie, soltanto una delle quali provvede al bisogno funzionale
del corpo, le altre copie sono libere di sperimentare, di
variare e di aggiungere capacità attraverso colpi occasionali
di fortuna.
Fin qui tutto bene, ma ora ci troviamo davanti a un rompicapo
logico: se non fraintendiamo radicalmente la natura fondamentale
della causalità, le copie multiple non possono avere
origine "in vista della" loro utilità nel
permettere la complessità in un futuro lontano milioni
di anni. Le copie multiple sono la chiave alla complessità,
ma devono essersi evolute per altre ragioni: il principio
del mutamento bizzarro di funzioni, qual è esemplificato
dalla trasformazione di pneumatici in sandali e ciabatte.
Questo caso è particolarmente interessante perché
la ragione iniziale della duplicazione (il riciclaggio della
gomma degli pneumatici) non può aver molto a che fare,
di per sé, con la selezione naturale, tradizionalmente
concepita nei termini di organismi che lottano per il successo
nella riproduzione. La duplicazione può verificarsi
per selezione al livello inferiore - quello dei geni - un
processo invisibile nel mondo a scala maggiore dei cunei.
Anche i geni svolgono il gioco della selezione naturale, e
quelli che sviluppano la capacità di duplicarsi e di
muoversi (trasposoni, o geni che saltano) assicurano vantaggi
a questo livello inferiore, esattamente come gli organismi
si affermano nel mondo di Darwin lasciando una prole superstite
più numerosa. In realtà la duplicazione genica
può essere portata avanti senza produrre alcun effetto
sui corpi .nel mondo macroscopico, poiché la sua invisibilità
al livello darwiniano del cuneo assicura che nessuna pressione
negativa della selezione naturale impedisca l'accumulazione
delle copie extra "superflue". Ma questi geni duplicati
"ridondanti" possono ospitare la sorgente latente
della posteriore complessità.
2. L'evoluzione di cellule complesse.
Molti biologi fisserebbero la distinzione fondamentale
della natura non tra piante e animali, o addirittura tra organismi
unicellulari e pluricellulari, bensì all'interno del
gruppo degli organismi unicellulari. I procarioti, strutturalmente
semplici - batteri o cianoficee – non hanno organelli
all'interno della loro cellula: né nucleo o cromosomi
né mitocondri. Gli eucarioti, più complessi,
hanno evoluto la serie di strutture interne che arricchiscono
(o complicano in modo nefasto, a seconda del punto di vista
o del livello) quasi tutti gli esami finali di biologia delle
scuole superiori con la domanda inevitabile: elenca tutte
le parti della cellula e specificane le funzioni.
L'aumento della complessità dai procarioti agli eucarioti
viene giudicato fondamentale, anche perché consideriamo
gli organismi eucarioti una condizione assoluta alla posteriore
evoluzione degli organismi pluricellulari. (Per citare un
solo argomento canonico: l'evoluzione darwiniana della complessità
richiede un'abbondante variazione per alimentare la selezione
naturale; la maggior parte della variazione deriva dalla mescolanza,
per opera della riproduzione sessuale, di due sistemi genetici
diversi in ogni figlio; la riproduzione sessuale richiede
un meccanismo per la divisione esatta del materiale genetico,
cosicché il 50 per cento trasmesso da un genitore si
unisca al 50 per cento trasmesso dall'altro ricostituendo
nella prole il necessario 100 per cento; la meiosi per divisione
riduzionale di cromosomi appaiati è l'invenzione biologica
che assicurò una separazione uguale; i procarioti,
mancando di cromosomi e di altri organelli, non possono produrre
un dimezzamento genetico esatto.)
Ci imbattiamo qui nello stesso enigma che abbiamo incontrato
nell'ultimo esempio. Possiamo vedere perché la vita
pluricellulare abbia richiesto l'evoluzione di organelli,
ma le cellule eucariotiche hanno avuto origine almeno 800
milioni di anni prima dell'origine degli animali pluricellulari,
cosicché il progresso verso la complessità pluricellulare
non può essere la ragione per cui si sono evoluti gli
organelli.
Una fra le teorie favorite per spiegare l'origine di alcuni
organelli (i mitocondri e i cloroplasti, ma non purtroppo
il nucleo per il quale non esiste attualmente alcuna buona
teoria) invoca il processo della simbiosi. Mitocondri e cloroplasti
hanno un aspetto stranamente simile a quello di interi organismi
procariotici (posseggono un proprio DNA e hanno la stessa
grandezza di molti batteri). Quasi certamente iniziarono la
loro esistenza come simbionti all'interno di cellule di altre
specie e in seguito furono pienamente integrati a formare
la cellula eucariotica (cosicché ogni cellula nel nostro
organismo ha lo status evoluzionistico di un'anteriore colonia).
Ora, si può sostenere che sia stata l'azione del cuneo
a costringere gli antenati dei mitocondri a una vita di simbiosi.
Questi batteri, acquisendo protezione o che altro, non entrarono
nell'eucariote primordiale per fornire un'opportunità
di complessità pluricellulare con un miliardo di anni
di anticipo. La simbiosi ebbe luogo per ragioni darwiniane
immediate; poi la ruota deviò dalla sua traiettoria
precedente e permise alla simbiosi di fare i primi passi sulla
via della complessità pluricellulare.
3. I caratteri di base della coscienza
umana.
La ruota e. il cuneo interagirono poi per più
di mezzo miliardo di anni fino alla separazione della nostra
linea genealogica da quella del progenitore degli scimpanzè,
verificatasi da sei a otto milioni di anni fa. Il cuneo produce
un certo movimento in avanti (e molti vicoli ciechi di iperspecializzazione),
ma è la ruota a inaugurare ogni ambito di mutamento:
gli arti di uno strano gruppo di pesci, grazie a una disposizione-insolita
delle ossa delle pinne, sono in grado di reggere il peso del
corpo sulle terre emerse (vedi saggio 4); i mammiferi ottengono
una chance, dopo essere rimasti per 100 milioni di anni in
una situazione di ristagno, grazie all'estinzione in massa
dei dinosauri.
Comincia ora il processo dell'ominazione con l'Australopithecus.
A questo punto non prevale infine il cuneo? La tendenza alla
crescita della capacità cranica - dall'Australopithecus
all'Homo habilis, all'Homo erectus, a noi - non è guidata
dalla comune selezione naturale sulla base dei vantaggi apportati
dalla superiore cognizione? Permettetemi di adottare l'argomento
più prudente del cuneo (che non è la mia vera
opinione) e di rispondere: "Sì, certo; sono d'accordo.
Il cervello umano aumentò le sue dimensioni perché
la selezione naturale favorì direttamente alcuni caratteri
cognitivi che conferirono vantaggi nella competizione agli
individui dal cervello più voluminoso."
Una tale ammissione implica forse che le basi della cognizione
umana, i tratti fondamentali che designano, come “umanità"
o "natura umana", siano stati costruiti direttamente
dall'azione del cuneo? Ovviamente non esiste argomento più
importante di questo ai fini della comprensione della natura
umana, e tuttavia meno apprezzato nel suo giusto valore. Sì,
il cervello umano si è ingrandito per opera della selezione
naturale. In conseguenza però della sua grandezza accresciuta
- e della densità neurale e del numero delle connessioni
così conseguito - divenne in grado di svolgere una
varietà immensa di funzioni prive di alcun rapporto
con le ragioni originarie dell'aumento di dimensioni. Il cervello
non divenne grande perché potessimo imparare a leggere
o a scrivere o a fare calcoli aritmetici o a determinare le
stagioni e tuttavia la cultura umana, quale la conosciamo,
dipende da abilità di questo genere. Se mi considerate
un accademico inguaribilmente campanilista per il fatto che
cito soltanto le abilità di un'élite intellettuale,
rispondo che tra le conseguenze collaterali fortuite dell'aumento
di dimensioni del cervello ci sono tutte le attività
mentali. Che cosa dire del linguaggio, il comune denominatore
e il fattore distintivo più citato dell'umanità?
E non intendo designare con questo termine l'uso di suoni
o gesti per la comunicazione, che è presente anche
in molti animali complessi. Mi riferisco alla sintassi unica
e alla sottostante grammatica universale di tutte le lingue.
Non posso dimostrare che lo sviluppo del linguaggio non sia
stato alla base dell'accrescimento delle dimensioni del cervello
per selezione naturale, ma gli universali del linguaggio sono
così diversi da qualsiasi altra cosa in natura, e così
capricciosi nella loro struttura, che pare ovvio abbiano avuto
origine come conseguenza collaterale dell'accresciuta capacità
del cervello piuttosto che come un semplice progresso su una
linea continua dai borbottii e dai gesti dei nostri progenitori.
(Non accampo alcuna pretesa di originalità per quest'argomentazione
sul linguaggio. Il ragionamento consegue direttamente come
una lettura evoluzionistica della teoria della grammatica
universale di Noam Chomsky.)
Per citare un altro esempio, consideriamo l'argomentazione
di Freud sull'origine della religione, o almeno della fede
in una qualche forma di persistenza dopo la morte come è
carattere comune di questa istituzione. Secondo Freud tutte
le religioni credono nella persistenza personale dopo la morte:
in cielo, o attraverso la reincarnazione, o in un' anima universale
o semplicemente tramite la continuità della tradizione.
Questa convinzione forma la base comune della religione perché
il nostro grosso cervello ci ha "costretti" a imparare
e a riconoscere il dato di fatto della mortalità personale
(un concetto non compreso chiaramente da alcun altro animale).
Ora, non si può affermare che il nostro cervello sia
diventato cosi grande perché potessimo comprendere
il fatto della nostra morte; la conoscenza della mortalità
è una conseguenza collaterale inevitabile (e in gran
parte sfortunata) di capacità mentali che si sono sviluppate
per altre ragioni. Eppure questa conoscenza indesiderata forma
la base di un'istituzione che è spesso considerata
la conseguenza più fondamentale della natura umana.
Se caratteri come il linguaggio e la base della religione
sono conseguenze secondarie della ruota, e non doni diretti
del cuneo, la natura umana è un prodotto prevedibile
del perfezionamento organico - temprato dalla competizione
- o un insieme di conseguenze collaterali abborracciate in
modo strano, le quali si fondano in una complessità
neurale senza precedenti costruita per altre ragioni? Noi
siamo un po' 1'una e un po' 1'altra cosa - anche se sospetto
che dobbiamo di più alle bizzarrie della ruota che
ai doni del cuneo - e in questo miscuglio risiedono la nostra
speranza e il nostro destino.
Se ho turbato la vostra tranquillità attribuendo
la genuina complessità della cognizione umana a una
serie di circostanze fortuite (con una piccola concessione
alla prevedibilità dopo ogni giro della ruota), devo
scusarmi per un altro elemento di disturbo presente nella
conclusione. Parliamo del "cammino dalla monade all'uomo"
(per usare di nuovo un linguaggio in vecchio stile) come se
1'evoluzione seguisse vie continue di progresso lungo genealogie
ininterrotte. Nulla potrebbe essere più lontano dalla
realtà. Non nego che, nel corso del tempo, gli organismi
"più avanzati" abbiano presentato la tendenza
a un aumento della complessità. Ma la sequenza dai
protozoi alle meduse, alle trilobiti, ai nautiloidi, ai placodermi,
ai dinosauri, alle scimmie, all'uomo non è affatto
una linea genealogica, bensì una serie cronologica
di termini localizzati su rami dell'evoluzione privi di rapporti
diretti fra loro. Inoltre, la vita non presenta alcuna tendenza
alla complessità nel senso usuale, ma solo un'espansione
asimmetrica della diversità attorno a un punto di partenza
necessariamente semplice. Vorrei spiegare quest'ultima osservazione
misteriosa: per ragioni di chimica organica e per la fisica
dei sistemi auto-organizzantisi, la vita ebbe origine al limite
inferiore delle dimensioni e della complessità conservabili
nella documentazione fossile, o in prossimità di esso.
Poiché la diversità, misurata come numero di
specie, è cresciuta nel corso del tempo, i valori estremi
nella distribuzione della complessità possono muovere
solo in una direzione. Nessuna specie può diventare
più semplice del punto di partenza, poiché la
vita ebbe origine al limite inferiore della complessità
conservabile. L'unica direzione aperta è quella verso
l'alto, ma pochissime specie prendono questa strada. Una crescente
complessità non è una tendenza di una linea
genealogica ininterrotta, ma solo il limite superiore di una
distribuzione che si espande al crescere della diversità
complessiva. Noi ci concentriamo su questa coda superiore
e ne definiamo l'espansione una tendenza perché desideriamo
una qualche giustificazione evoluzionistica per la percezione
che abbiamo di noi stessi come culmine prevedibile dell'evoluzione.
Ma consideriamo il sistema della variazione nel suo insieme,
anziché concentrarci su alcune specie comprese nella
coda superiore della distribuzione. Che cosa è mai
cambiato, a parte questa diversità complessiva? L'organismo
modale sulla Terra è oggi, com'è sempre stato
e come probabilmente sarà sempre, una cellula procariotica.
Ci sono più batteri nell'intestino di una persona che
legge questo saggio di quante sono le persone sulla faccia
della terra. E chi ha una speranza migliore di sopravvivenza
a lungo termine? Potremmo distruggere noi stessi in un olocausto
nucleare, ma i procarioti esisteranno probabilmente ancora
il giorno dell'esplosione del Sole.
Il progresso come risultato prevedibile dell'azione di cause
ordinate diventa perciò una doppia illusione: innanzitutto
perché dobbiamo cercarne la causa più nella
capricciosità della ruota della fortuna - che trasforma
pneumatici in sandali e che instilla nei cervelli di grandi
dimensioni il timore della morte che non nella prevedibile
azione di eliminazione del cuneo, che spinge le scimmie a
trasformarsi in uomini; e, in secondo luogo, perché
il presunto movimento della vita verso il progresso è
connesso solo alla nostra miope attenzione alla coda di una
distribuzione la cui moda (in senso statistico) non si è
mai spostata da una cellula procariotica.
Una ragione per la nostra profonda riluttanza ad abbandonare
una visione della vita concepita come un prevedibile progresso
ha poca relazione con la verità, e molta di più
con un bisogno di conforto. Per una curiosa ironia, mentre
faceva ricorso al cuneo per fornire il conforto supremo con
l'affermazione che "tutte le qualità del corpo
e della mente tenderanno a progredire verso la perfezione"
(dalla sezione conclusiva dell'Origine delle specie), Darwin
riconobbe anche una sfida nel carattere cruento della lotta
incessante. Ne concluse perciò il terzo capitolo con
una delle poche affermazioni consolanti di un pensatore molto
realistico:
Quando riflettiamo su questa lotta, possiamo
consolarci con la piena convinzione che nella natura la
guerra non è continua, che la paura è sconosciuta,
che la morte è in genere assai pronta, e che gli
individui vigorosi, sani e felici sono quelli che sopravvivono
e si moltiplicano.
Le nostre probabilità di capire la natura
migliorerebbero grandemente se solo spostassimo altrove la
nostra ricerca di conforto. (Il conforto sarà sempre
disperatamente necessario in questa valle di lacrime, ma perché
i fatti della nostra tardiva evoluzione dovrebbero essere
usati per un servizio così poco appropriato, anche
se nobile?) Forse sono solo un razionalista senza speranze,
ma il fascino non è altrettanto consolante del conforto?
La natura non è incommensurabilmente più interessante
per le sue complessità e per la sua mancanza di conformità
con le nostre speranze? La curiosità non è altrettanto
mirabilmente e fondamentalmente umana della compassione?
Testo tratto da “Otto piccoli
porcellini” di Stephen Jay Gould edito in Italia da
Il Saggiatore
(1) Questa è una riproduzione parziale
di uno degli scritti del libro per cui le metafore contenute
possono non apparire immediatamente chiare, questo però
non incide sulla comprensibilità del testo.
Tutti
i testi attinenti a questo argomento: