UNA “VARIETÀ CORRELATA” POTREBBE MIGLIORARE LA TEORIA DARWINIANA

 

 

Giuseppe Spadaro

giuseppespadaro20@libero.it

 

Due tipi di varietàCosa succederebbe se, per ipotesi, la selezione naturale, anziché agire su una varietà del tutto casuale (prodotta dalle cieche mutazioni, dal cieco crossing–over, dalla cieca deriva genetica: una varietà del tutto indipendente dalle condizioni ambientali e dai bisogni degli individui), potesse scrutinare “anche” un altro tipo di varietà (non prodotta dalle mutazioni, dal crossing–over, dalla deriva genetica) che avesse invece a che fare con i bisogni degli individui?  Tale “altro tipo di varietà”, che possiamo chiamare «varietà correlata», ammesso che ne fosse accertata l’esistenza, sarebbe sicuramente assai più “utile” di quella casuale, e anche assai più adatta a risolvere i problemi adattativi. Non solo, ma renderebbe più plausibile il meccanismo darwiniano.

 

Un esempio alla buona dei due tipi di varietà Per spiegarmi alla buona sulla fondamentale differenza tra la «varietà correlata» e l’altro tipo di varietà, del tutto casuale, che possiamo chiamare «varietà indipendente», porto un esempio.  Immaginiamo che io abbia bisogno di un coltellino da tasca.  Davanti a me vi sono due immensi depositi: il primo contiene un numero sterminato di oggetti di tutti i generi, dove si possono ma anche non si possono trovare coltelli, tra i quali il coltellino che io cerco; il secondo contiene un numero sterminato di soli coltelli (sottolineiamo “soli coltelli”), dove sarà ovviamente assai più facile che io trovi proprio il coltellino che mi serve.  Tutt’e due i depositi contengono varietà, ma la prima è indipendente da ciò che mi serve; la seconda ha invece a che fare con ciò che mi serve.  È ovvio che il secondo tipo di varietà è assai più vantaggioso del primo.

Approfondiamo la questione.

 

La varietà indipendente dalle situazioni ambientali Consideriamo una popolazione Pz di zebre di un ecosistema della savana africana dell’anno in corso.  Consideriamo una generazione Gz di figli di tale popolazione (nati per esempio un mese fa).  Tali individui Gz1, Gz2, Gz3, Gz4, ecc., hanno in pratica lo stesso genoma dei genitori, ma non sono identici a causa di lievi differenze nel genotipo e nel fenotipo. [1]  La generazione Gz di zebre costituisce una varietà di individui che hanno diversa idoneità adattativa (fitness), ovvero diversa capacità di sopravvivere e di riprodursi.  Com’è noto, su tale varietà di individui (di differenti fitness) agirà la selezione naturale, la quale promuoverà gli individui meglio adatti.  Questa, com’è noto, è la posizione neodarwiniana.  Osserviamo che la diversità presente nella generazione Gz di zebre, essendo dovuta alle cieche mutazioni, è nel suo insieme indipendente dalle condizioni ambientali.  Ecco perché l’abbiamo denominata «varietà indipendente».  Tuttavia, se ammettiamo che la generazione Gz sia composta da un consistente numero di zebre, è abbastanza probabile che in seno a tale «varietà indipendente» potrebbero anche trovarsi individui che del tutto casualmente possiedono dei caratteri più o meno conformi all’ambiente.  Saranno proprio essi i “favoriti” dalla selezione naturale.

 

Una varietà correlata alle situazioni ambientaliSe per ipotesi, assieme alla «varietà indipendente», ammettiamo la presenza di una «varietà correlata », allora gli individui della generazione Gz saranno vari, non solo per effetto delle cieche mutazioni genetiche (che provocano «varietà indipendente »), ma “anche” perché contengono una varietà che “ha a che fare” con la particolare situazione ambientale; una varietà che, appunto per tal motivo viene denominata «correlata». In altri termini: le zebre Z1, Z2, Z3, Z4, ecc., sono varie, sia perché ciascuna contiene una «varietà indipendente» dovuta alle mutazioni e sia perché contiene una «varietà correlata», ovvero caratteri utili a superare le difficoltà ambientali.

 

La peculiare caratteristica della varietà correlata La «varietà correlata», a differenza della «varietà indipendente», ha “a che fare” con la situazione ambientale, e appunto per questo è adattativa.  Essa, assai di più della «varietà indipendente» è utile per adeguarsi all’ambiente mutato.

 

Due domande d’obbligoMa ora mi si potrebbe dire: la varietà indipendente dalle condizioni ambientali (varietà indipendente) è palesemente prodotta dalle cieche mutazioni; e questo è dimostrato dai fatti.  Ma, la varietà connessa alle condizioni ambientali (varietà correlata) chi la produce?  Esistono prove sperimentali che dimostrino la sua esistenza?

 

La risposta alla prima domandaLa risposta alla prima domanda è la seguente: si è in grado di produrre buoni e plausibili argomenti che appoggiano l’assunto secondo cui la «varietà correlata» è prodotta da un “meccanismo interno”, ovvero da un congegno insito allo stesso organismo, in grado di modificare alla bisogna certi punti del programma genetico.  Si tratta di una modifica ereditabile dalla discendenza.  È appunto tale modifica, apportata a certi punti del programma genetico, a produrre la «varietà correlata».

 

La risposta alla seconda domandaLa risposta alla seconda domanda che chiede se esistano prove sperimentali che dimostrino l’esistenza della «varietà correlata» è la seguente.  Mentre esistono prove sperimentali dell’esistenza di un tipo di «varietà correlata», ma non ereditabile, [2] invece, almeno per ora, pare che non esistano prove sperimentali dell’esistenza di una «varietà correlata» che sia anche ereditabile dalla discendenza, così come lo è la varietà prodotta dalle mutazioni, dal crossing–over e dalla deriva genetica.  Comunque, a favore dell’esistenza della «varietà correlata» ereditaria esistono forti argomenti teorici, che però qui per ragioni di spazio non possiamo discutere.  In conclusione: secondo l’ipotesi della «varietà correlata», le zebre Z1, Z2, Z3, Z4, ecc., avrebbero, come si è detto, genotipi leggermente diversi, sia per effetto delle mutazioni e sia per effetto di modifiche prodotte da un meccanismo interno in certi punti del programma genetico.  Ma è chiaro che questo sarebbe tutto da dimostrare.

 

Una rivoluzione nel paradigma darwinianoMa ammettiamo che la cosa possa essere dimostrata con argomenti teorici e con dati di fatto.  Quale sarebbe la conseguenza di tutto ciò? La conseguenza è una rivoluzione in seno al vecchio modello darwiniano.  Tale rivoluzione, pur lasciando intatto lo schema darwiniano, lo integra e lo rende finalmente credibile.  Credibile in quanto la selezione naturale, avendo come materiale di base sia la «varietà indipendente » e sia soprattutto la «varietà correlata», potrà filtrare i caratteri necessari a un migliore adattamento.  Faccio a tal fine un esempio.  Immaginiamo che una popolazione di farfalle contenga un tipo di colorazione criptica, adatta a mimetizzarsi in un ambiente A.  Ebbene, se la popolazione è costretta a emigrare dall’ambiente A ad un ambiente A’ diverso, dove è necessario un altro tipo di colorazione mimetica, è chiaro che se esistesse un meccanismo interno in grado di produrre una gamma di colorazioni mimetiche per il nuovo ambiente (dunque una «varietà correlata», che poi sarà filtrata dalla selezione naturale), la popolazione di farfalle ne trarrebbe un notevole vantaggio.

 

Due tipi di varietà correlataProve empiriche ci dicono che la «varietà correlata» è di tue tipi.  Il primo tipo è quella che possiamo etichettare come «varietà correlata non ereditabile», il secondo tipo è quella che possiamo etichettare come «varietà correlata ereditabile».  Il primo tipo di varietà correlata è prodotta dall’organismo nel corso della sua esistenza in situazioni di pericolo o comunque al fine di permettere la sua conservazione e quindi la sua riproduzione.  Esistono dunque nell’organismo dei particolari meccanismi che in caso di necessità producono una varietà di prodotti utili all’organismo stesso. [3]  Uno di tali meccanismi è per esempio quello immunitario che, com’è noto, è il nostro sistema di difesa da sostanze e organismi (virus, batteri, ecc.).  Per distruggere questi nemici il meccanismo immunitario produce tramite i linfociti un numero straordinario di anticorpi dalle forme diverse capaci di riconoscere gli estranei.  Ebbene, il fatto notevole è che tale numero straordinario di proteine non è codificato da un altrettanto numero di geni, ma da relativamente pochi geni, grazie appunto alla loro capacità di produrre variabilità. [4]  Si tratta di «varietà correlata non ereditabile».  Infatti, i figli ereditano dai genitori il meccanismo immunitario, ma non la «varietà correlata» da esso prodotta. [5]  Nel nostro organismo (e in genere in quello animale e vegetale) non esistono prove empiriche che attestino la presenza di meccanismi che producano «varietà correlata » che viene ereditata dalla discendenza, ma solo plausibili e forti argomentazioni teoriche.

 

Comunque, esistono prove empiriche che un meccanismo produttore di «varietà correlata ereditabile» esiste nei batteri.  È stato appurato che i batteri per adattarsi in condizioni di stress utilizzano soprattutto la variabilità genetica.  Essi nel corso dell’evoluzione hanno acquistato sofisticati processi che hanno permesso di aumentare la quantità di varietà in momenti di emergenza, come appunto gli stress.  Un sistema noto da questo punto di vista è quello che si basa sul gene RpOs, il quale “percepisce” lo stress e risponde ad esso attivando “geni mutatori”, i quali a loro volta aumentano la frequenza di mutazione e quindi aumentano la varietà degli organismi batterici.  Varietà che permette di affrontare con maggior probabilità di successo le nuove situazioni ambientali.  Tale varietà, correlata alla situazione di stress ambientale, viene ereditata dalla discendenza, e quindi è una «varietà correlata ereditabile».  Questo è il meccanismo col quale per esempio i batteri si assuefanno agli antibiotici.  Per ora l’esistenza della «varietà correlata ereditabile» negli organismi eucarioti è solo ipotetica.  In suo favore, come si è già detto, si potrebbero formulare solo plausibili argomentazioni teoriche, che qui però per ragioni di spazio dobbiamo omettere.  Ma, osserviamo che, se fosse sperimentalmente accertata la presenza di tale tipo di varietà, oltre che nei batteri “anche” negli eucarioti, il meccanismo darwiniano, pur rimanendo inalterato nel suo schema, comporterebbe, come si è detto, una vera rivoluzione concettuale.

 

Bibliografia e Note

1. Come si sa, le differenze nel genotipo sono dovute essenzialmente a mutazioni genetiche avvenute nella linea germinale dei genitori (e quindi ereditate dai figli).

2. Si tratta sicuramente della varietà prodotta dal sistema immunitario in situazioni di pericolo. Ma di recente gli specialisti hanno scoperto altri meccanismi generatori di variabilità. A tal proposito si veda il volume di Marcello Buiatti, Il benevolo disordine della natura, UTET, 2004.

3. Secondo le ultime acquisizioni della biologia molecolare taluni tratti del DNA possono essere considerati dei veri e propri “generatori di variabilità”. «Si stanno accumulando prove della fissazione nei genomi, durante l’evoluzione, di “strumenti molecolari” costruiti proprio in quanto generatori di variabilità da attivare in caso di necessità. Un primo fatto a supporto di questa ipotesi è che in vari casi le mutazioni non sono del tutto casuali ma tendono ad avvenire con maggiore frequenza non solo nelle zone del genoma dove sono meno dannose ma anche in regioni di DNA in cui possono risultare particolarmente utili all’adattamento.» (Marcello Buiatti, op. cit., pag. 54 ).

4. Si è scoperto infatti che i geni che codificano per le immunoglobuline hanno delle parti stabili ma anche delle ipervariabili per processi di ricombinazione e mutazione che avvengono ambedue nel processo di maturazione dei linfociti, in linea somatica, e non danno quindi variabilità ereditabile in linea germinale.

5. Questo perché la «varietà correlata non ereditabile» viene prodotta dai rispettivi meccanismi (tra cui il meccanismo immunitario) solo quando l’organismo è in pericolo, ovvero solo quando è minacciata l’esistenza, ovvero la possibilità di conservarsi e di riprodursi. Quando invece l’organismo non è in pericolo, i meccanismi produttori di «varietà correlata non ereditabile» (tra i quali il meccanismo immunitario) è plausibile che siano “disattivati”, conformemente al Principio di economia, o comunque ridotti al regime minimo. Basti pensare al sistema immunitario che intensifica la formazione di anticorpi solo e soltanto in casi di pericolo.