Perché si. E anche perché no

Il mondo (quello della comunicazione scientifica) è occupato a litigare sui neutrini e la loro velocità. Al di là di qualche intervista con i fisici e i filosofi (sulle quali tornerò), della faccenda preferisco che se ne occupino coloro che ne sanno qualcosa (come Peppe Liberti, qua, o un paio di altri blog - qui e qui). Quello che vorrei fare in questo post è però giustificare alcune posizioni che ho tenuto nei post precedenti. Prima di tutto perché considero un ossimoro (anzi, sono d'accordo nel considerare un ossimoro) la frase "cattolico razionale" - che io avevo definito erroneamente razionalisti. Ovviamente non considero tutto ciò un'offesa, semplicemente un'impossibilità. Per varie ragioni che hanno però a che fare con la mia definizione di razionalità, che differisce molto da quella di papa B. XVI, per il quale solo la ragione è valida se sottomessa alla fede. Quello che penso è che l'accettazione di verità di fede (dogmi o come si chiamano) che vanno contro alle "verità" di natura non può che essere giudicata antirazionale, se non arazionale. Mi spiego: i miei sensi e la mia (beh, non proprio mia) ricerca mi dicono che una persona morta è... morta. Che una femmina delle specie Homo sapiens non può rimanere incinta se non dopo un acconcio accoppiamento, che non è possibile che un'intera specie si sia generata da due soli individui contemporanei che hanno costituito una cesura decisa con le specie precedenti, che non è possibile che tutte le specie viventi (8,7 milioni, limitandoci agli eucarioti) siano derivate da quelle trasportate i giro per il mondo da un transatlantico, per grande che sia e via andare. Questo non vale solo per la chiesa cattolica: se andate a vedervi qui gli articoli di fede della chiesa di Gesù Cristo dei santi degli ultimi giorni troverete altrettante affermazioni che vanno contro alle "sensate esperienze": non so cos'avrebbe potuto dire Galileo di uno che dicesse di credere nel "dono delle lingue, della profezia, della rivelazione, delle visioni, della guarigione, della interpretazione delle lingue". Sono affermazioni perfettamente logiche, ma se devo scegliere tra queste e altre affermazioni che mi dicono che prevedere qualcosa è impossibile (così come costruire un'astronave a neutrini che torna indietro nel tempo e cambia le cose) per me la scelta non si pone. "Credete" in tutto ciò? Io, ma forse solo io, non considero questa credenza degna di razionalità, cioè non penso che si utilizzi appieno quella parte del cervello che trae conseguenze logiche dai fatti osservati. E questo per quanto riguarda la prima contestazione.

Molto più complicato è spiegare, su sollecitazione di Emiliano Bruner, nei commenti qui, perché mi impegoli nelle discussioni con i creazionisti. È vero, come dice lui, che la discussione non si pone, perché "non vanno né difese né attaccate, per non cadere nel gioco di un dibattito che non c'è". Ma è anche vero che chi attacca l'evoluzionismo non lo fa solo perché Darwin gli è antipatico, ma per tutta una serie di ragioni che hanno a che fare (ancora) con l'applicazione al mondo di una visione razionale e scientificamente fondata. Inoltre queste voci sono molto ascoltate non solo dal "popolino", ma anche e soprattutto dai cosiddetti uomini di cultura, che non sanno "distinguere il vero dai sogni" (cit.). Sono coloro dai quali dipende la struttura culturale del Paese (inteso nel senso dell'Italia), che stendono i programmi scolastici, che legiferano per modificare i libri di storia o di scienze; in breve "che ignorano quel tarlo mai sincero
che chiamano "Pensiero". Non è solo questo, ovviamente, ma anche la mia curiosità intellettuale di scoprire come si può arrivare a certe posizioni che definire ideologiche e aprioristiche è eufemistico. Come, da tesi preconcette, si arriva a dimostrare che la scienza sbaglia e la religione ha ragione (questo articolo è un esempio, anche se in un altro campo). Sono questi cosiddetti intellettuali che contestano la scienza, perché vedono in essa una minaccia alla loro visione del mondo religiosa, ma che allo stesso tempo se un esperimento mette in dubbio un fondamento della scienza (relatività ed evoluzione) subito lo additano come la prova che le stesse teorie sono "sbagliate". Non combatto (oddio, combattere è un'altra cosa) le affermazioni di poveri di spirito - anche se loro è il regno dei cieli - ma quello che c'è dietro. Cioè il respingere un'intera visione del mondo senza metafisica (o con una metafisica che non ci influenza) per paura di essere "soli nell'immensità indifferente del cosmo" (che forse è una frase di Monod, ma il libro è lontano). Sono certissimo che quello che faccio io è nient'altro che "navel gazing", ma appunto perché me ne rendo conto non mi faccio troppe illusioni di poter influenzare il dibattito e, spero si capisca, prendo tutto con un po' di ironia. Ma se mi diverto a farlo, e credo che questo in fondo possa anche servire, come dice Bressanini, a buttar giù dei capitoli di un libro, perché non farlo?



P.S. Se qualcuno mi sa dire che pianta è quella fotografata in alto, glie ne sono grato.
P.S. II. Le foto non hanno attribuzioni perché sono mie.

Capire l’evoluzione, no?

Da molto tempo non tratto di creazionisti, perché la maggior parte di essi stanno diventando la caricatura di se stessi (persino De Mattei non pisc… dichiara più ai quattro venti, specie da che non è più vicepres del Cnr). Ma uno strano sito mi viene segnalato molto spesso da Google, e mi piace rilanciarlo per alcune ragioni. Una è che la denominazione dell’associazione è un ossimoro delizioso: sono i cristiani cattolici razionalisti (UCCR). E’ un po’ come dire “filosofo cristiano” (questa è presa dall’introduzione – di Stefano Moriggi – di questo libro). L’altra ragione è che spesso si occupano di evoluzione: a modo loro, ovviamente, cioè con una tesi da dimostrare, e tutti i disperati tentativi volti a spiegare come e qualmente Darwin avesse torto. Nel giro di pochi giorni, due post hanno attirato l’attenzione di Google news: uno parlava del famoso Australopithecus sediba, che alcuni, in particolare lo scopritore Lee Berger, ritengono il diretto antenato del genere Homo. Con somma gioia i cristiani razionalisti denunciano al mondo finalmente il complotto degli evoluzionisti, che però si sono finalmente scoperti. Ecco che sediba, al contrario di quanto pensavano gli evoluzionisti, è un esempio di cambiamento non graduale. I risultati così «pongono in dubbio la teoria di un graduale ampliamento del cervello durante la transizione da Australopithecus a Homo» (questo è dal sito di Le Scienze). Perché questo fossile sia una prova contro l’evoluzione per i cattolici razionalisti è però veramente un mistero: nonostante abbia letto il pezzo tre o quattro volte non sono riuscito a capirlo. Ci sono solo citazioni staccate dal contesto di Tim White, John Hawks e appunto il sito delle Scienze. Il tutto fra l’altro è parassitato da un blog di tale Pennetta, un curioso laureato in biologia che a quanto ho capito ha molteplici interessi (tra i quali non rientra però la comprensione dell’evoluzionismo…). Il sito e Pennetta insistono anche sul fatto che alcuni pensano al fossile come a un Australopithecus, altri forse addirittura come Homo: non abituati alle discussioni e più adusi ai dogmi, prendono la normale dialettica scientifica (sentite qua per esempio Berger e Wood sull’argomento) come un disaccordo sulle basi dell’evoluzione stessa. Se vogliono, dò loro il numero di telefono e l’indirizzo di almeno quattro antropologi (anche italiani, và) che la pensano in maniera diametralmente opposta su qualsiasi argomento; ma che non si sognerebbero mai di dire che l’evoluzione è sbagliata.

Ovviamente la situazione è molto diversa se si vanno a leggere gli articoli originali di Science (da cui sono tratte le immagini in alto e sopra): infatti la tesi “smentita” (meglio, non confermata) non è quella dello sviluppo graduale del cervello, ma quella dello sviluppo contemporaneo di tutti gli organi corporei, o ancora, dello sviluppo cerebrale come traino dell’evoluzione del resto del corpo. A dirla tutta, nessuno da anni crede più che a nessuna delle due ipotesi: che ogni essere vivente sia sempre un mosaico (meglio, una chimera) di organi avanzati e altri relativamente più primitivi è un dato di fatto che non ha neppure bisogno di spiegazione da quando Jacob ha scritto Evoluzione e bricolage. E che il cervello si sia ingrandito prima di (per esempio) l’acquisizione della posizione eretta è un mito distrutto dall’uomo di Piltdown (che non è propriamente una scoperta dell’altroieri). Anche in questo caso si tratta del solito uomo di paglia (straw man): i creazionisti costruiscono una posizione degli evoluzionisti che nessuno sostiene, o sostiene più, per dire poi che è sbagliata. Ecco la frase rivelatrice “si allontana l’ipotesi di uno sviluppo gradualistico del cervello. E i biologi, ricorda Pennetta, sanno che il gradualismo è un punto centrale del neo-darwinismo”. Può anche darsi che per alcuni neo-darwinisti il gradualismo fosse il punto centrale della loro posizione, ma vorrei ricordare agli ossimori che, a differenza della teologia, la biologia cambia e si evolve: i neo-darwinisti risalgono agli anni ‘30-‘50, e cosa pensassero Fisher, Dobzhansky, Haldane e Sewall Wright, sinceramente, è adesso poco importante – a parte che per gli storici della biologia. La teoria dell’evoluzione ha visto almeno altri 60 anni di cambiamento, e nessuno ritiene più il gradualismo un punto centrale e irrinunciabile. Non vorrei fare i nomi di Gould e Eldredge, o addirittura di Goldsmith, ma ci sono ben altre impostazioni della teoria dell’evoluzione rispetto a quelle di 80 anni fa. Come abbiamo visto prima, poi, non è certo il gradualismo l’oggetto del contendere, ma l’evoluzione a mosaico e la primazia dello sviluppo cerebrale. ma forse sono concetti troppo difficili per i “filosofi cristiani” .

L’altro articolo sempre dal sito dell’UCCR è molto più complesso da ribattere, perché viene da un esperto del linguaggio, argomento che per me è troppo difficile. Mi pare però di capire che il post, che richiama le tesi del neurolinguista Andrea Moro, si basi essenzialmente sul fatto che il linguaggio umano è una caratteristica profondamente dicotomica rispetto al resto della comunicazione animale. Un qualcosa cioè che non ha basi nel resto delle specie; il tutto si basa anche sul pensiero di Noam Chomsky, che notoriamente la pensa(va?) così. Solo che Chomsky pensa che il linguaggio sia una caratteristica sì che ci distingue dal resto degli animali, ma non credo proprio (o meglio, non ho letto niente in proposito) che lui ritenga il tutto, come dice Moro, un mistero. Ecco cosa dice Moro:

«la variazione tra le lingue umane non è illimitata perché non è, come invece lasciava credere una certa filosofia del 900, né frutto né del caos né di una convenziona (sic) arbitraria. I confini di Babele esistono e sono scritti nella nostra carne. Si aprono dunque quesiti sulla questione dell’evoluzione della nostra specie impensabili nel secolo scorso, ma rimane fondamentale la consapevolezza che il nucleo del linguaggio umano, la sua capacità creativa, è un mistero».

Anche ammettendo che non esistano i precursori del linguaggio nelle altre specie (e mi pare che Chomsky abbia un po’ rivisto la sua posizione) da qui a dire che non se ne conosce l’origine ce ne corre. Ecco un altro brano rivelatore:

L’essere umano rimane misteriosamente irriducibile, infatti «le grammatiche contengono nel loro nucleo la capacità potenziale di produrre strutture infinite. Inoltre, la comparsa dell’infinito non ammette gradualità, esclude cioè che esistano negli altri esseri viventi “precursori” di questa capacità: certamente gli animali comunicano, ma non lo fanno utilizzando meccanismi capaci di “costruire” l’infinito».

Misteriosamente irriducibile richiama alla mente senz’altro la complessità irriducibile dei creazionisti, e il fatto che non esistano precursori non può che ricordare il salto ontologico di Fiorenzo Facchini e di tanti alti prelati. Come si vede, la caratteristica fondamentale sarebbe la potenzialità di produrre strutture infinite. E poiché nessun’altro animale lo fa, allora il tutto è un mistero e deriva da (?). Il classico argumentun ad ignorantiam, che non spiega niente perché allarga le braccia dichiarandosi impotente a conoscere. A parte che da modesto zoologo posso anche dire che i canti degli uccelli e quelli delle balene possono potenzialmente variare all’infinito (e lo fanno anche senza possedere grammatiche ricorsive, per dire), se io non so come si è originato un tratto evolutivamente interessante, non dico “therefore jebus” (ignoro, quindi Gesù). Dico che andrò avanti a studiare, cercherò di capire cos’è accaduto, ne farò un modello e costruirò ipotesi. Nel pezzo da cui è tratto il post (qua) si parla apoditticamente del fatto che:

non abbiamo nemmeno una spiegazione condivisa e chiara in termini evolutivi di come mai tutto ciò sia capitato solo a noi esseri umani, ma non si deve trattare di un fatto marginale, come invece per altri tratti esclusivi di certe specie, visto che proprio la specie umana è l’unica che vive l’esperienza del progresso.

Poiché abbiamo il progresso, gli altri tratti esclusivi di una specie non umana(come esclusivo è il linguaggio umano) allora sono marginali. Sono io che non afferro, o c’è proprio un bel salto logico da riempire in qualche modo? Mi faccio infine un’ultima domanda: come fa un neurolinguista a considerare l’oggetto dei suoi studi un mistero palesemente voluto da un’entità metafisica superiore (anche se non lo dice), e contemporaneamente cercare di svelare le basi evolutive dello stesso mistero sconfessando la teoria stessa dell’evoluzione? In un altro articolo lo stesso Moro dice: si può solo percepire alcuni aspetti della realtà, che nella sua totalità rimane inaccessibile. Ma che questo sia un atteggiamento scientifico, mi permetto fortemente di dubitarne.

Ma cosa volete che sia?

Il titolo è la classica frase che si sente prima di un disastro ambientale. Per esempio: “Ho portato dei rospetti che mangeranno tutti i parassiti della canna da zucchero. Problemi da questi animali? Ma cosa volete che facciano?” Oppure: “Serpentelli, belli serpentelli; adesso vi lascio andare e così mi libererete da quelle malefiche chiocciole. Un boa? Pericoloso? Ma no, non esagerate, cose volete che sia?”. O ancora: “Peschiamo troppo? Ma se il mare è pieno di pesci. E poi, la vedete la mia barchetta? Cosa volete che faccia?”. Ecco. Alla fine della faccenda abbiamo il rospo marino, il serpente gatto bruno e i mari devastati dall’overfishing. E le conseguenze sono sempre inattese e (oh, e chi ci avrebbe mai pensato?) spesso devastanti. Nel caso delle prime due bestie, andatevi a vedere i link e i collegamenti da lì. Nell’ultimo caso, invece, cerchiamo di capire quanto avviene per collegarci a un articolo appena uscito: la pesca eccessiva – tra le altre cose – diminuisce la biomassa totale dei pesci, specie di quelli di livello ecologico più elevato (altro esempio). La prima conseguenza è che aumentano le specie che venivano catturate dai predatori, cioè il cosiddetto pesce azzurro (che non si chiama in inglese forage fish per niente). L’aumento del pesce azzurro porta a uno sbilancio nella rete alimentare, che impedisce poi a lungo la rinascita dei pesci predatori, dai merluzzi ai tonni agli squali, anche se non ci fosse la pressione di pesca dell’uomo – che c’è sempre, anche sul pesce azzurro. Dunque, la diminuzione dei predatori e del pesce azzurro porta all’aumento di altri predatori che si nutrono di plancton. E questi sono di solito meduse: in breve, può succedere che il mare si riempia di questi diafani e gelatinosi esseri, ricchi di nematocisti e poveri di potere nutritivo.

Le reazioni alla presenza di meduse, a parte il fastidio per eventuali “punture”, sono del tipo: “Cosa volete che sia?”. Se anche il mare ha qualche medusa in più, non è una catastrofe. In fondo, sono lente e non hanno praticamente cervello. Non potranno certo sostituire nella funzione di predatori i pesci; questi sono vertebrati, in fondo, anche se non sono dei geni, e certamente sono molto più abili nella caccia e nell’inseguimento della preda. O no? Ecco che, ancora una volta, il senso comune fallisce. Per capire perché, alcuni oceanografi spagnoli hanno studiato le strategie di caccia delle meduse e soprattutto la loro efficienza in relazione al contenuto di carbonio del corpo e al tasso respiratorio. Nonostante l’evidente lentezza delle meduse, la loro clearance rate (volume of water cleared of prey per unit time) non è molto diversa da quella dei pesci, se l’efficienza si misura in base alla quantità di carbonio nel corpo rispetto alla quantità di prede catturate. Anche perché una delle strategie evolutive delle meduse è diventare grandi sacchetti pieni di acqua, che in questo modo occupano più volume e hanno più probabilità di incontrare le prede, anche se rappresenta anche un ostacolo al nuoto veloce. Che probabilmente non si potrebbe ottenere neppure con un corpo molto piccolo, perché non ci sono gli organi di controllo particolarmente sofisticati.

Insomma, nonostante la grande differenza di strategie, la performance energetica di pesci e meduse è molto simile. Le conclusioni possono essere che entrambi i predatori possono fare lo stesso “lavoro” ecologico. E ciò significa che le meduse possono tranquillamente sostituire i pesci planctofagi negli oceani del futuro, che, come dicono gli autori, potrebbero hinting at a future “gelatinous” ocean reminiscent of the early Ediacaran if fishing effort and other anthropogenic stressors remain unchanged. Un futuro privo dei predatori di vertice quindi non suggerisce affatto la prospettiva di mari vuoti, o pieni solo di sardine. Ma oceani che assomiglierebbero molto a quelli di Darwin IV, dove l’emperor sea strider percorre maestoso l’Amoebic sea, una distesa (forse un solo essere vivente) gelatinosa e compatta. Una specie di distesa ininterrotta di meduse, insomma. Così:

Ecco il futuro dei mari.

Dida

Dall’alto: Sardine school at the Gijón Aquarium. [Courtesy of José Luis Acuña], Moon jellyfish, Gijón Aquarium. Photograph by Julio Arrontes.[Courtesy of José Luis Acuña and Julio Arrontes, University of Ontario], Emperor sea strider, da qui.

 

Acuna, J., Lopez-Urrutia, A., & Colin, S. (2011). Faking Giants: The Evolution of High Prey Clearance Rates in Jellyfishes Science, 333 (6049), 1627-1629 DOI: 10.1126/science.1205134

Insostituibili. E basta

A dawn mist rises above the Amazon rainforest.Credit: William Laurance

Quelle del titolo sono le foreste tropicali primarie. Cioè quelle in cui l'uomo non ha modificato, più o meno profondamente, la struttura dell'ecosistema. Una meta-analisi su Nature di studiosi provenienti da tutto il mondo ha preso in esame 138 lavori che misuravano l'impatto sulla diversità biologica della foresta tropicale, in 28 Paesi e 92 siti di studio. I confronti tra sito "disturbato" e incontaminato dava come risultato un valore positivo nel caso la biodiversità fosse superiore per il secondo, negativo nel caso contrario. Non è difficile immaginare che nella maggior parte dei casi una foresta primaria ha più specie di una secondaria o addirittura di una piantagione di palma da olio. Ma lo studio ha cercato di capire quali fossero i continenti, le variabili della biodiversità e i taxa più impattati dall'attività umana. Il risultato è che la regione più distrutta è l'Asia (proprio dalle piantagioni di palma da olio, cui spesso sono interessati anche i governanti delle nazioni in cui ci sono), il gruppo di animali più colpito sono gli uccelli, poco sopra gli artropodi, e il valore più abbassato dalla distruzione è la ricchezza di specie. 

Ovviamente ci sono situazioni particolari, per cui per esempio i mammiferi spesso approfittano dell'abbattimento della foresta: questo perché la maggior parte dei mammiferi sono roditori e pipistrelli, che probabilmente vivono bene negli ecotoni e sono ben contenti che i contadini curvi gli abbiano spazzato via i predatori (uccelli e piccoli felini, per esempio). Tra gli artropodi, i più sensibili si sono dimostrati i coleotteri, più degli imenotteri e dei lepidotteri. Anche i tipi di disturbo (gli autori ne hanno individuati12) hanno più o meno tutti effetti negativi sulla biodiversità: l'unica eccezione è la foresta dove si effettuano gli abbattimenti selettivi, che aveva addirittura un effetto positivo. Perché, presumo, abbattere un albero qua e uno là non faccia altro che riprodurre un ciclo assolutamente naturale di creazione di radure. Anche se le foreste considerate hanno subito un solo ciclo di taglio. Un aspetto importante è che la cosiddetta foresta secondaria non ha affatto lo stesso effetto di una foresta primaria, e non la sostituisce per niente per quanto riguarda la biodiversità. Qui sotto vedete tutto il quadro.

Gli (scontati) consigli degli autori sono: se vogliamo che la biodiversità rimanga almeno a livelli di oggi, non toccate le foreste primarie tropicali e trasformate quelle in ci sono stati abbattimenti selettivi in primarie. Il tutto è una grandissima sfida, ma senza la biodiversità, è certo, non si vive a lungo.

Gibson, L., Lee, T., Koh, L., Brook, B., Gardner, T., Barlow, J., Peres, C., Bradshaw, C., Laurance, W., Lovejoy, T., & Sodhi, N. (2011). Primary forests are irreplaceable for sustaining tropical biodiversity Nature DOI: 10.1038/nature10425

Il ritorno del Carnevale - V edizione

Dopo la pausa estiva rieccoci qui a riproporvi la nostra iniziativa, il Carnevale della Biodiversità, in cui i principali bio-blogger italiani si cimentano su uno specifico tema, che sviluppano sulla base delle loro inclinazioni e competenze. Sinora i risultati sono stati superiori a tutte le aspettative, del che siamo molto soddisfatti, e speriamo di poter continuare a stimolare la curiosità e gli interessi di chi partecipa sia leggendo che scrivendo.

Ecco i link alle passate edizioni:

I - Infinite forme bellissime

II -Biodiversita' e adattamenti

III - Le dimensioni contano
IV - Alieni tra noi

Torniamo ora alla carica proponendovi un tema che sarà ancora una volta una sfida e una provocazione: 

AI CONFINI DELLA REALTÀ: NICCHIE ESTREME 

Il blog ospite questa volta sarà Theropoda, e la data di pubblicazione di questo carnevale sarà una difficile da dimenticare, il 12 Ottobre 2011, data in cui tutti i post verranno pubblicati simultaneamente dai blogger. Perché è una data difficile da dimenticare? Perché è la data della scoperta dell'America, e vorremmo che questo Carnevale ci parli di scoperte grandi e piccole nel campo della biodiversità. 

FAQ: 

D. Ho un blog in cui parlo di biologia e vorrei partecipare, come faccio? 

R. Semplice, manda una email di adesione a questo indirizzo e il comitato direttivo valuterà la candidatura (per mantenere alti gli standard siamo costretti a fare una minima selezione, della qual cosa ci sentiamo comunque molto in colpa). Chi ha già partecipato verrà invece contattato in privato dal Comitato. 

D. Non ho mai partecipato alle precedenti edizioni, posso partecipare a questa? 

R. Certamente, tutti i bio-blogger sono benvenuti. 

D. A chi mando il mio post dopo che l'ho scritto? 

R. I contributi al Carnevale vanno inviati ad Andrea Cau, l'autore di Theropoda, a questo indirizzo. 

D. Entro quando posso mandare la mia candidatura per partecipare? 

R. Possibilmente entro il 2 Ottobre.

D. Entro quando posso mandare il mio post a Theropoda per l'inclusione nella rassegna del Carnevale? 

R. Entro e non oltre il 10 Ottobre, per dare tempo ad Andrea di leggere il post e recensirlo nella rassegna. Ritardi nell'invio del post potrebbero portare all'esclusione dal Carnevale. 

D. Ho una domanda sul Carnevale e vorrei discuterne in privato, con chi posso parlarne? 

R. Puoi rivolgerti a uno qualsiasi (o a tutti e tre in CC) del comitato direttivo, Livio Leoni, Marco Ferrari o Lisa Signorile.

Vi aspettiamo!

Sesso con chiunque?

La notizia è presto detta. Sappiamo che la nostra specie, lungi dall'essere puro virgulto di albero immenso sotto di noi, è solo un ramoscello laterale salvatosi per puro caso da immani sfortune e pericoli di estinzione, un po' come accade a tanti altri animali. Ma che la nostra specie si fosse abbassata ad amori bestiali e turpi, questa è proprio nuova. Eppure il tutto ha lasciato delle tracce e noi, come Grissom, le abbiamo scoperte. Già qualche tempo fa Svante Pääbo aveva annunciato che il suo gruppo (e altri) avevano trovato tracce di Dna neanderthaliano in genomi europei. E un gruppo di Stanford aveva stabilito che parte del nostro "patrimonio immunitario", in particolare alleli di HLA, sembra sia stato acquisito dai nostri cugini europei. Non solo, anche un'altra specie di ominini si è accoppiata con H. sapiens; non sappiamo come chiamarli ufficialmente, perché nessuno li ha ancora descritti formalmente (in fondo, hanno trovato solo la falange di un mignolo e un dente) ma tutti gli chiamano denisoviani, perché li hanno trovati in una caverna vicina a Denisova, in Russia. Sembra inoltre che questi geni del complesso HLA (provenienti da neanderthaliani e denisoviani), insieme ad altri, ci siano stati utili per difenderci da germi e parassiti nei nuovi continenti che la nostra specie ha colonizzato uscendo dall'Africa. Notate però che la presenza di questi alleli è molto elevata, mentre altri geni che abbiamo in comune con i neanderthal e i denisoviani sono piuttosto rari. Quando un gene (meglio, un allele) è molto comune mentre altri che dovrebbe avere la stessa origine sono più rari, è molto, molto probabile che i più comuni siano stati sottoposti a selezione positiva. Cioè la selezione naturale lo abbia preservati e anzi diffusi, perché erano sicuramente utili. Nell'immagine accanto, da Science, la diffusione di HLA in Africa e fuori.

Fin qui la cosa era curiosa, un po' morbosa ma sopportabile; in fondo ci siamo accoppiati con cugini primi, magari parenti serpenti ma non troppo lontani da noi (anche se la distanza tra sapiens e neanderthalensis è sempre di 500.000 anni...). Ma ora un'altra ricerca ci precipita nel girone dei fornicatori: dice infatti che ci sono prove di admixture tra Homo sapiens e altre specie di ominini, in Africa circa 35.000 anni fa. Quali specie siano non si sa, e le prove non sono frammenti di genoma, ma pezzi di Dna che ai ricercatori sembravano molto ma molto strani. Insomma, sono simulazioni di che tracce l'infiltrazione e l'introgressione di geni da antiche popolazioni avrebbe lasciato nel genoma. Sembra che circa il 2% del genoma di tre popolazioni che sono senz'altro rimaste in Africa a lungo (Mandenka, pigmei Biaka e San) sia costituito da frammenti genici molto diversi da tutti gli altri. Il problema è un altro: secondo i ricercatori (dell'università dell'Arizona a Tucson) le specie che si sono accoppiate si sono separate circa 700.000 anni fa. Cioè, dovevano essere molto ma molto diversi da noi. Eppure alcune popolazioni di sapiens non hanno avuto problemi ad accoppiarsi con donne o uomini di specie palesemente diverse (H. erectus o quel che era?). Diciamo che da perfetto ignorante la cosa mi perplime, e vorrei prove più sicure del tutto.


C'è qualcos'altro però da considerare, elucubrazioni che hanno a che fare più con la religione che con la scienza. Fino ad ora, la chiesa aveva accettato con piacere il modello “Out of Africa”, perché implicava l’esistenza, come esseri simbolici e si potrebbe dire giornalistici, di un Adamo Y e un’Eva mitocondriale. Lasciamo perdere il fatto che non avrebbero mai potuto incontrarsi, poiché erano distanti parecchie migliaia di anni: per la chiesa andava bene e poteva anche dire “Vedete che anche la paleontologia parla di un Adamo e un’Eva”. Purtroppo la presenza di due soli individui, ancorché simbolici, in tutto questo casino di accoppiamenti e scambi genetici tra specie diverse, abbia ora ben poca logica e plausibilità. Anche il blog Gene expression fa un lungo ragionamento su questo, e vi lascio al lui perché la penso esattamente allo stesso modo.

Qui sotto, un meraviglioso commento di Svante Pääbo su Ted: aveva previsto anche la storia africana.

Solo per birdwatcher ed evoluzionisti

Tutti conoscono almeno una o due specie di uccelli: passeri o gabbiani, aquile e struzzi, roba così. E tutti sono convinti, per esempio, che aquile e falchi siano parenti; in fondo sono predatori dalla vista acuta con le ali adattate al volo veloce e spesso velocissimo. E che “passerotti” e pappagalli (qui accanto due specie – quello sotto è un fringuello; un po’ particolare, ma sempre un fringuello –Fringilla coelebs) siano quanto di più distante esista: uccelletti di città contro coloratissimi abitanti delle foreste tropicali e delle savane. E invece: un'altra volta la ricerca è intervenuta per smentire il senso comune. Non con le osservazioni accurate dell'anatomia (o meglio non solo, poi vedremo perché), ma con la solita guastafeste, la genetica. Allora, ecco il succo della notizia: i Passeriformes hanno come sister group gli Psittaciformes. Detta così, sembra una roba da espertissimi tassonomi. Ma così; passerotti e pappagalli sono fratelli?

Il tutto deriva da un grosso studio che è andato a scovare nel genoma di alcune specie di uccelli elementi che possono svelare antiche parentele e insospettate fratellanze. Prima il metodo: gli autori (tedeschi e americani) sono andati a vedere nel Dna di alcune specie di uccelli i retroposoni, che sono virtually homoplasy-free. Vediamo di risolvere il tutto; i retroposoni sono geni saltanti (jumping genes), pezzetti di Dna che si inseriscono nei cromosomi con l'aiuto di un enzima, la trascrittasi inversa, che però non sintetizzano loro – a differenza dei retrotrasposoni. Omoplasia sarebbe la somiglianza dovuta all'evoluzione convergente in entità dall'origine differente - questi frammenti di gene escludono che siano nelle specie studiate perché li aveva il loro antenato. I retroposoni sono sparsi un po' in tutto il genoma di ogni specie, e studiare dove sono e come sono fatti serve a stabilire quando si sono inseriti nel Dna, e quindi la parentela delle specie in cui sono presenti. Fino ad adesso i Passeriformi, che comprendono circa il 50% di tutti gli uccelli, erano stati accostati a i picchi, alle ghiandaie marine e ai cuculi. Tutti con prove mai del tutto convincenti.

Studiando allora oltre 200.000 retroposoni, i ricercatori sono riusciti a stabilire senza ombra di dubbio che quello che vediamo nelle enciclopedie degli uccelli (come per esempio questa; opera magnifica che occupa mezza libreria) non corrisponde alla verità. Che cioè per fare un esempio i falchi e le aquile non sono affatto parenti, che galliformi e anatre formano un gruppo compatto, che appunto pappagalli e passerotti sono parenti.

Il risultato (un nuovo albero filogenetico degli uccelli) è qui sotto: i pallini neri sono retroposoni propri degli uccelli, quelli grigi sono retroposon presence/absence markers that are congruent with one another.

Come vedete ci sono tre grossi gruppi: i Paleognati (struzzi, nandù e tinamou), i Galloanserae (polli e anatre essenzialmente) e tutti gli altri. Alloro interno quello che ci interessa sono gli ultimi in alto, di cui vedete un ingrandimento a destra; sono gli Psittacopasserae, cioè il gruppi monofiletico cui appartengono Passeriformi e Psittaciformi (Taeniopygia è il diamante mandarino, Nestor è un pappagallo neozelandese). C’è anche il piccolo particolare che un gruppo collaterale ai Psittacopasserae sono i Falconiformi (i falchi, ovviamente) che però sono molto lontani dagli Accipitriformi (poiane e aquile). Ergo, un gheppio e una poiana non sono parenti. E passeri/pappagalli insieme ai falchi veri e propri fanno gli Eufalconimorphae. Ci sono altre conseguenze a questa rivoluzione (che per la verità era stata anticipata qualche annetto fa da questi e questi signori); cioè per esempio che ci si comincia a chiedere cos’abbiano in comune usignoli e pappagalli. La risposta è che entrambi hanno stratosferiche capacità vocali e che queste stesse capacità potrebbero derivare loro da una comune origine. Prima lo studio di quando i retroposoni si siano inseriti nel genoma di vari gruppi di uccelli ha determinato che i Psittacopasserae sono nati circa 30 milioni di anni prima di quanto si pensasse(cioè un centinaio di milioni di anni fa). Hanno poi ripreso alcuni studi anatomici per capire cosa c’era in comune nel cervello di uccelli lira e are. Ed ecco il risultato:

Il quadratino nero segna il momento in cui è nato l’anterior medial vocal pathway, cioè la struttura anatomica che permette a pappagalli cinerini e corvi di “parlare” così bene. Il cosiddetto posterior lateral vocal pathway è diverso nei due gruppi (in uno è separato, nell’altro è inserito nella “via auditoria”. Non si sa ancora bene se è un tratto che si è differenziato dopo essere sorto insieme o se si è sviluppato indipendentemente. Notate anche che molto lontano da questi gruppi ci sono i colibrì, anch’essi in grado di apprendere i suoni. Che però usano un metodo diverso, e sicuramente sviluppato in temi e modo diversi (classico caso di evoluzione convergente). Che dimostra anche come la genetica possa essere uno strumento potente, ma sempre da comparare con l’anatomia. E che la ricerca scientifica sia un’attività tutt’altro che banale; anzi, che spessissimo quello che sappiamo e pensiamo di conoscere sia completamente distrutto dalla scienza. Che dimostra alla fine di aver ragione sul banale senso comune.

Suh, A., Paus, M., Kiefmann, M., Churakov, G., Franke, F., Brosius, J., Kriegs, J., & Schmitz, J. (2011). Mesozoic retroposons reveal parrots as the closest living relatives of passerine birds Nature Communications, 2 DOI: 10.1038/ncomms1448

Darwin day

A questo indirizzo, potete andare a vedere una serie di filmati girati in vari anni nella più importante rassegna di cultura evoluzionistica in Italia, il Darwin day del Museo di storia naturale di Milano. I filmati sono stati caricati a cura di Emanuele Serrelli e Stefania Stivanin, cui vanno tutti i ringraziamenti. Le fonti credo siano varie, ma i contributi sono tutti di altissimo livello, non diversi da quello che potete vedere on line in tanti e tanti musei americani o inglesi (o francesi e tedeschi, per chi sa la lingua...). IL tutto proviene dal sito di riferimento per chi vuole seguire da vicino il dibattito sull'evoluzione in Italia e all'estero, cioè Pikaia. 
Che c'entra la foto sopra? Niente, mi sembrava un ambiente interessante da vedere.

Meglio un bel confine tra uomo e natura

Spesso mi astengo dallo scrivere qualcosa perché penso che tanto prima o poi qualcuno lo farà, e spessissimo meglio di me. Per questo non ho commentato un bell'articolo uscito qualche giorno fa su Science, e che riguarda la conservazione degli ambienti naturali e delle specie. Ma, che io sappia, nessuno ne ha parlato. E allora, è uno sporco lavoro e qualcuno deve farlo. Il lavoro, scritto da ecologi e inglesi, taglia alla radice un dibattito che va avanti da anni: la protezione dell'ambiente e delle specie può convivere con le attività umane, e in particolare con l'agricoltura? Su questo ci sono due scuole di pensiero: una dice che la condivisione della terra (land sharing) è possibile e si ottengono i risultati migliori, l'altra che invece le due cose devono essere distinte (land sparing). Nel primo caso ovviamente l'agricoltura dovrebbe essere di basso impatto e con l'uso di metodi wildlife friendly, nel secondo invece il territorio agricolo potrebbe essere usato per ottenere alte rese, e una parte dell'area lasciata completamente alla natura. Il lavoro ha censito la presenza di specie più o meno rare di alberi e di uccelli in due regioni, una in Ghana e l'altra in India (167 bird species and 220 tree species in 25 1-km2 squares in Ghana, and of 174 bird species and 40 tree species in 20 1-km2 squares in India, per la precisione). Molte variabili sono state prese in considerazione, tipo la rarità o meno di una specie, l'area di diffusione, l'impatto delle varie tecniche agricole sulle popolazioni. Le specie sono divise in "perdenti" (quelle che ci perdono di più con l'agricoltura) e "vincenti" (quelle che ci guadagnano), con tutta una serie di gradazioni intermedie. 

I risultati non sono ovviamente univoci ma, a tutti i livelli di resa, c'erano meno vincenti che perdenti, ma, a parte casi intricati (per esempio The ratio of losers for which land sparing results in the highest population to those for which land sharing is best was greater for species with smaller global ranges and higher for trees than for birds) il verdetto è che è meglio per le specie selvatiche sia di piante sia di uccelli non condividere lo spazio con l'agricoltura. Nel blocco accanto, per esempio, l'asse x riporta le rese agricole, l'y il numero di specie di uccelli con un'ampia area di diffusione, in India e Ghana (i vincitori sono a colori chiari, i perdenti scuri). Come si vede ci sono più specie quando il territorio è governato a basse rese (fino a 0 - la foresta intatta) che quando le rese sono elevate. Attenzione che The y axes represent numbers of species scaled so that the vertical extent of each panel, which represents the total number of species in the sample, is the same for each taxon-country combination.


Quindi una divisione netta dei compiti (tanto per la natura, tanto per l'agricoltura) è la strategia migliore per proteggere le specie e avere anche una resa più elevata. Per finire i ricercatori hanno simulato anche quali potrebbero essere i risultati di queste varie politiche nel futuro, in particolare nel 2050: ci si aspetta (tutti si aspettano) che il numero di individui sia inferiore nel 2050 che adesso, ma per il Ghana, la popolazione di molte specie era inferiore nel 2007 di quanto non potrebbe essere nel 2050 se si applicasse la politica del land sparing. Se invece si continua con la politica delle basse rese, e quindi essenzialmente con la convivenza tra agricoltura e wildlife, il risultato è una perdita più o meno globale della biodiversità. Le conclusioni globali le lascio direttamente agli autori:

Our analyses do not address the question of how to protect natural habitats on land that, because of high yields elsewhere, is not required for farming. However, they do show that, if mechanisms to achieve this could be found, most species would have higher populations under land sparing than under land sharing or intermediate yield farming.

Gli autori fanno anche notare di come il land sparing sia anche il modo migliore per mitigare l'impatto delle emissioni che causano il riscaldamento globale.  Come poi si possa raggiungere lo scopo di far convivere le due attività l'una accanto all'altra senza che il coltivatore si lamenti di avere accanto una bella foresta che non produce niente non è compito dei ricercatori, che lo dicono. Certo questo è un classico esempio di come la ricerca, i numeri e il duro lavoro vadano contro quello che è sempre stato predicato anche dalle associazioni di protezione della natura come il modo migliore di proteggere la biodiversità. E di come la scienza sia molto spesso un'attività che contrasta il senso comune. Un tema spesso affrontato in questo blog.


L'immagine sopra è la foresta tropicale del Ghana,
[Image courtesy of Ben Phalan]


Phalan, B., Onial, M., Balmford, A., & Green, R. (2011). Reconciling Food Production and Biodiversity Conservation: Land Sharing and Land Sparing Compared Science, 333 (6047), 1289-1291 DOI: 10.1126/science.1208742

Antibiotici e creazionisti

I batteri sono un bel campo di battaglia, per i sostenitori del creazionismo. Quando gli evoluzionisti spiegano loro che i batteri si evolvono (e se lo fanno loro, perché non gli altri?), i creazionisti ribattono che cambiano solo leggermente, mica sono specie diverse. Quando gli evoluzionisti dicono che per capire come funziona l’evoluzione qui e ora basta guardare in particolare la tendenza a sviluppare la resistenza agli antibiotici – fenomeno nato dopo l’invenzione degli antibiotici – i creazionisti dicono che non sono frutto di evoluzione, ma che i geni per la resistenza ci sono sempre stati nei batteri. Anche se nessuno lo aveva trovati, ci dovevano essere. Immaginiamo quindi come stanno esultando i creazionisti quando leggeranno questo articolo: “Antibiotic resistance is ancient”. Nientemeno che sulla bibbia dei miscredenti, Nature. Visto, diranno, ecco la dimostrazione che avevamo ragione. Il lavoro parte dall’analisi di terreno antichissimo presente nel permafrost nello Yukon. I campioni dovrebbero avere circa 30.000 anni, e contengono batteri che (se la datazione e l’isolamento sono rispettati) non hanno mai visto un antibiotico moderno. I batteri erano dei generi Aeromicrobium, Arthrobacter e Frankia. Il passo successivo è stato identificare composti che avevano attività antibiotica, come la b-lattamasi Bla (che annulla l’azione della penicillina), proteina TetM, che conferisce protezione dalle tetracicline o la metiltransferasi Erm, che blocca altri antibiotici. Non solo, alcuni hanno dimostrato di non essere troppo diversi da composti che i batteri odierni sintetizzano per combattere gli antibiotici: la b-lattamasi è simile al 53 e al 84% a determinati gruppi di enzimi, e vari frammenti del gene vanX, che codifica una proteina che conferisce resistenza alle vancomicine, sono simili a quelli presenti in parecchi batteri resistenti agli stessi antibiotici. Numerose altre comparazioni hanno permesso di stabilire che molti geni sono simili se non identici a quelli presenti in batteri odierni, come Amycolatopsis e Streptomyces. Anche la struttura delle proteine ricavate da questi antichi geni è simile a quelle delle odierne molecole che i batteri sintetizzano per resistere agli antibiotici. Nella figura accanto, il dimero antico VanAA2 (in blu) sovrapposto al moderno VanA (verde): sono quasi uguali.

Che dire allora? Hanno ragione i creazionisti? I batteri sono nati così, con i geni presenti ma nascosti, e l’evoluzione non c’entra niente – anzi, non è mai avvenuta? “Nessun batterio ha sviluppato la resistenza, perché è stato creato con la resistenza; che ha potuto usare solo quando ne ha avuto bisogno, cioè quando l’uomo ha inventato la penicillina e tutto il resto”. Creazionismo 1 – Scienza 0. O no?

Come diceva un famoso cinematografaro, però, “le parole sono importanti”. E qui la parola importante è invenzione. L’invenzione degli antibiotici, infatti, non è vera. Le sostanze non sono mai state create dall’uomo, ma scoperte. In funghi e altri batteri che, da tempi antichissimi, combattevano una guerra senza quartiere contro altri batteri che sono diventato poi patogeni per l’uomo. Per questo l’uomo non ha fatto altro che spostare dagli antichissimi suoli della tundra agli ospedali o alle case la guerra antica. Che si è riprodotta pari pari: con i batteri che cercavano di conquistare posizioni su posizioni, e i funghi che si difendevano o addirittura attaccavano i battaglioni dei microrganismi. Una dimostrazione di potenza dell’evoluzione che rovescia completamente la prospettiva creazionista. Tanto che gli autori fanno un’analisi:

This work firmly establishes that antibiotic resistance genes predate our use of antibiotics and offers the first direct evidence that antibiotic resistance is an ancient, naturally occurring phenomenon widespread in the environment.

E un auspicio:

This is consistent with the rapid emergence of resistance in the clinic and predicts that new antibiotics will select for pre-existing resistance determinants that have been circulating within the microbial pangenome for millennia. This reality must be a guiding principle in our stewardship of existing and new antibiotics.

Cosa si inventeranno i creazionisti ora?

D’Costa, V., King, C., Kalan, L., Morar, M., Sung, W., Schwarz, C., Froese, D., Zazula, G., Calmels, F., Debruyne, R., Golding, G., Poinar, H., & Wright, G. (2011). Antibiotic resistance is ancient Nature DOI: 10.1038/nature10388