La Repubblica 31/07/2007, Luca e Francesco Cavalli Sforza, 31 luglio 2007
Chi sono i nemici di Darwin. La Repubblica 31 luglio 2007. Tre anni orsono, il Ministero dell´Istruzione e della Ricerca decideva di escludere l´insegnamento dell´evoluzione dai programmi della scuola elementare e media, nella convinzione che la descrizione scientifica del mondo possa turbare le menti dei più giovani, cui sono più adatte le favole
Chi sono i nemici di Darwin. La Repubblica 31 luglio 2007. Tre anni orsono, il Ministero dell´Istruzione e della Ricerca decideva di escludere l´insegnamento dell´evoluzione dai programmi della scuola elementare e media, nella convinzione che la descrizione scientifica del mondo possa turbare le menti dei più giovani, cui sono più adatte le favole. A ripensarci sembra incredibile, ma andò proprio così. Il tentativo suscitò l´unanime protesta di ricercatori e insegnanti, ed è per fortuna fallito. Spinge però a riflettere sulle ragioni dell´accanimento che perdura contro la teoria dell´evoluzione, che pur essendo una semplice interpretazione dei fatti del mondo, come ogni teoria scientifica, non è però meno robusta di quelle che descrivono il movimento dei pianeti, cui nessuno sembra più obiettare. Vi sono alcuni fattori che spiegano in parte questa avversione, ad esempio l´influenza di alcuni filosofi postmoderni, che negano validità alle affermazioni della scienza. Vi è anche una confusione fra la teoria dell´evoluzione proposta da Darwin, basata sulla selezione naturale, e alcune deformazioni ottocentesche posteriori: una di queste è il darwinismo sociale, uno sviluppo politico cui Darwin non si associò mai e che contribuì ad alcune fra le peggiori forme di fascismo. La principale ragione per cui la teoria dell´evoluzione continua a trovare ostinati nemici ci sembra però risiedere nella diffusa ignoranza di ciò che essa afferma. La teoria moderna dell´evoluzione comprende in realtà due sviluppi distinti, entrambi iniziati nel Novecento e tuttora fiorenti. Uno è la teoria matematica dell´evoluzione, creata negli anni Venti da tre genetisti, R.A. Fisher, J.B.S. Haldane e Sewall Wright. L´altro è lo studio del genoma, che è ora esteso a molti altri organismi oltre l´uomo. un settore d´indagine assai giovane, ma chiaramente destinato a uno sviluppo gigantesco, grazie al progressivo abbassamento del costo dell´analisi chimica del Dna. Già i risultati finora ottenuti mostrano la straordinaria utilità di questo approccio anche per gli studi sull´evoluzione. Per questa strada infatti possiamo ricostruire in completo dettaglio tutti i passi della storia evolutiva, con limitazioni solo per gli organismi che sono da tempo estinti, di cui saremo forse costretti ad accontentarci di conoscenze parziali, perché il loro Dna è stato distrutto dal tempo. Quando Mendel scoprì le leggi della trasmissione ereditaria non si conosceva ancora l´esistenza dei cromosomi. Quando Thomas Hunt Morgan dimostrò che i geni sono fisicamente parte dei cromosomi, si era ancora lontani dal capire quale fosse la sostanza chimica che contiene e trasmette l´informazione ereditaria. La teoria matematica dell´evoluzione nacque mettendo in numeri le leggi dell´eredità e le osservazioni di laboratorio, ben prima che si sapesse che cosa passa, materialmente, dai genitori ai figli. Ora che lo sappiamo e che la lettura dei singoli nucleotidi del Dna nelle più diverse specie viventi ci mette davanti agli occhi, come in un libro stampato, la storia delle singole specie e della loro differenziazione da antenati comuni, la strada percorsa dalla vita si manifesta con tale potenza da rendere molto difficile negare la realtà dell´evoluzione. Se fino a qualche tempo fa potevano rimanere dubbi, che spingevano molte autorità a parlare dell´evoluzione come di un´"ipotesi", oggi l´evoluzione è una certezza, e ci stiamo avvicinando ad una comprensione pressoché completa. Resta quindi necessario chiarire ai filosofi sprovveduti che cosa sia il darwinismo. La teoria di Darwin pone l´importanza centrale della selezione naturale come forza e guida dell´evoluzione, ammesso che vi sia variazione genetica, cioè ereditabile. Darwin aveva le idee errate comuni al suo tempo sull´origine della variazione genetica, che è stata compresa solo nel secolo scorso. Come praticamente tutti i suoi contemporanei, purtroppo non aveva tagliato le pagine degli atti della società delle scienze di Brno, in cui nel 1866 Mendel aveva pubblicato le sue famose leggi, che avrebbero potuto essere di aiuto. Ma perché la teoria della selezione naturale funzioni basta che vi sia variazione ereditaria, e non importa molto quale ne sia la base, se mutazioni genetiche o altro. Anche se storicamente non è corretto, la cosa più semplice è pensare al darwinismo come "mutazione e selezione naturale". La teoria matematica ha aggiunto altri due fattori fondamentali: drift e migrazione. Il "drift", parola inglese che in italiano si traduce "deriva", è in pratica un effetto del caso, di origine strettamente statistica (di nuovo il caso, non solo nella mutazione!), che riguarda il numero di individui di un certo tipo genetico che compongono una popolazione. un effetto che si manifesta ad ogni generazione, perché il numero di figli varia di famiglia in famiglia, e il numero di "riproduttori", cioè di persone che si riproducono, varia ad ogni generazione. Una mutazione nuova si manifesta in un solo individuo: qual è la probabilità che sia ancora presente alla prossima generazione? Chiaramente, dipende dal numero di figli presente nella famiglia in cui la mutazione è comparsa, in uno dei genitori. Se i figli sono in numero di zero, la mutazione è perduta per sempre, o più esattamente fino a che non ricompaia in un altro individuo e in un altro tempo. Se la popolazione è stabile, cioè non aumenta né diminuisce, la mutazione viene perduta con una probabilità del 37%, secondo un teorema del calcolo delle probabilità. Con la stessa probabilità vi sarà un figlio che porta la mutazione, per cui la stessa situazione si ripeterà nella generazione successiva. Non vi è certezza, quindi, che una nuova mutazione si mantenga. Potrà però manifestarsi di nuovo nel futuro. chiaro che quando una mutazione porta vantaggio tenderà a diffondersi nel corso delle generazioni, e viceversa quando reca danno, ma la maggior parte delle mutazioni non ha effetto ai fini della selezione naturale: per lo meno, non ne ha in ogni ambiente e in ogni tempo. Per esempio, una mutazione che migliora la resistenza a un parassita sarà ininfluente se e quando quel parassita non è presente nell´ambiente di vita. Tali mutazioni si trasmetteranno da una generazione all´altra in modo del tutto fortuito: la loro frequenza nella popolazione potrà aumentare come diminuire da una popolazione all´altra, variando sull´onda del caso, senza subire l´effetto della selezione naturale. Questo è il drift: la variazione casuale della frequenza di un gene in una popolazione. un nome che può trarre in inganno, perché quando si parla di "deriva", nel linguaggio comune, ci si riferisce al movimento di un corpo sotto l´azione di una corrente, e le correnti marine, ad esempio, hanno di solito una direzione costante, mentre la frequenza di un gene può aumentate come diminuire, di generazione in generazione, sotto l´azione della deriva genetica. Per evitare ambiguità, si parla di "deriva genetica casuale". Generalizzando, l´effetto del drift sul lungo periodo è di ridurre la variazione genetica ad ogni generazione, fino a rendere una popolazione completamente omogenea, cioè fatta di individui tutti geneticamente eguali. Il primo gene scoperto nell´uomo fu quello che dà origine ai gruppi sanguigni AB0, che sono dovuti a tre forme di uno stesso gene, designate, per l´appunto, come A, B e 0. La loro frequenza media nel mondo è rispettivamente del 22%, 12%, 66%. Se l´effetto del drift proseguisse per tutto il tempo necessario, fino ad esaurirsi, la specie umana risulterebbe tutta formata da individui di gruppo A, oppure B, oppure 0, con una probabilità che dipende dalle cifre appena dette. Vi sono però due ragioni che rendono questo finale estremamente improbabile. La prima è che si tratta di un processo che in una specie delle dimensioni di quella umana richiede un tempo estremamente lungo per verificarsi. Infatti il tempo necessario è, in numero di generazioni, dell´ordine di grandezza del numero di individui che compongono la specie: si tratta quindi di miliardi di generazioni. Ma in una popolazione molto piccola, come quella di una colonia stabilita da un piccolo numero di fondatori e che magari abita un luogo isolato e non riceve più nuovi immigranti da fuori, un forte effetto del drift può manifestarsi in un numero di generazioni ben compatibile con la storia umana. Ve ne sono molti esempi, particolarmente chiari quando si tratta di malattie genetiche rare. L´altro motivo per cui ben raramente la deriva genetica porta all´estremo la sua azione è che le popolazioni umane non vivono di solito del tutto isolate, ma ricevono immigranti dall´esterno, e che nuove mutazioni o fenomeni di selezione naturale possono ridurre l´effetto del drift. La migrazione è un´altra forza evolutiva importante, che può modificare gli effetti del drift in entrambi i sensi, riducendoli oppure rafforzandoli. Di recente si è scoperto un effetto curioso nella genesi della specie umana oggi vivente, che ha tutta origine dall´espansione demografica di una piccola popolazione dell´Africa orientale, formata forse solo di un migliaio o di poche migliaia di persone, che si sono diffuse all´Asia occidentale e di lì all´Australia come all´Europa e più avanti alle Americhe. Questa colonizzazione progressiva al di fuori del continente africano è avvenuta ad opera di piccoli gruppi di pionieri, che via via si distaccavano dalla periferia degli insediamenti umani e aumentavano di numero, fino a che nuovi piccoli gruppi di pionieri si distaccavano per colonizzare regioni sempre più distanti dall´origine. Il processo è durato 50.000 anni ed è stato una diffusione regolare, che ha visto ad ogni passo un modesto gruppo di fondatori colonizzare una regione sempre più lontana. Il risultato è ancora visibile a livello genetico: è stato una perdita progressiva di variazione genetica con l´aumento della distanza dall´origine. Questo processo non ha avuto conseguenze negative rilevabili, ma dimostra una regolarità quasi incredibile. La migrazione regolare di piccoli gruppi dal punto di partenza verso la periferia ha avuto come effetto la riduzione della variazione genetica all´interno dei singoli gruppi: questa è una conseguenza del drift, la cui forza si fa sentire appunto all´interno dei gruppi di piccole dimensioni. La migrazione ha più spesso però risultato opposto: riduce l´effetto del drift e tende a rendere omogenee popolazioni che si scambiano reciprocamente individui, e che se invece restassero isolate tenderebbero a differenziarsi le une dalle altre. Sarà questa la conseguenza della globalizzazione avviata dalle migrazioni planetarie verso i paesi di stato economico più elevato, che ridurrà la disparità genetica fra continenti prodotta dall´espansione umana degli ultimi 50.000 anni. LUCA E FRANCESCO CAVALLI-SFORZA (5 – continua)