Müller Matthias
I sette peccati capitali in biologia
Dom, 06/05/2007 - 18:11 — MatAutore:
Müller Matthias
Questo articolo, ed altri che seguiranno sono in larga misura basati su uno scritto di Manfred Milinski, intitolato “How To Avoid Seven Deadly Sins in the Study of Behavior”. Molti degli esempi riportati appartengono alle stesso Milinski o mi sono stati offerti nel corso dei miei studi accademici e non ne rivendico la paternità. In generale l’allargamento dello scritto alla divulgazione e alla biologia molecolare è una mia creazione mi scuso quindi delle eventuali inesattezze in cui potrei essere incorso.
Si è osservato negli ultimi anni un notevole incremento della produzione di conoscenze scientifiche in biologia. Questo aumento di produzione è stato causato soprattutto dal miglioramento tecnologico delle tecniche utilizzate. Ciò ha comportato un calo del tempo necessario per produrre un’uguale quantità di dati e, di conseguenza un incremento della celerità dell’avanzamento scientifico. Lo scienziato si è quindi dovuto confrontare con un accorciamento dei tempi di progettazione e di analisi degli esperimenti, ciò che ha talvolta leso alla qualità degli esperimenti stessi.
Parallelamente le tecniche di divulgazione scientifica si sono, ahimè, adeguate alle mode del momento. Documentari formato “pillola” e articoli dai tratti scandalistici, più orientati a fare notizia che ad informare coscienziosamente il grande pubblico, si sono moltiplicati in maniera quanto meno deplorevole.
La prima di queste due tendenze implica che attualmente, a causa di scelte sperimentali poco oculate, gli articoli scientifici pubblicati presentano talvolta degli errori di impostazione. La seconda garantisce che la divulgazione di questi articoli sia quasi sistematicamente errata.
In questo articolo presenterò il primo dei peccati capitali:
1) A partire da buoni dati, vengono tratte conclusioni ingiustificate.
Errore comunissimo, presente in diverse varianti, la più classica delle quali è sicuramente la confusione, più o meno volontaria della correlazione con una dimostrazione di causa-effetto. Facciamo alcuni esempi.
- Prendiamo le dimensioni di una tazza e la quantità di caffè che essa può contenere. Un’analisi statistica di 500 tazze raccolte a caso nei bar italiani rivelerà un forte legame tra la dimensione della tazza e la quantità di caffè può contenere senza traboccare. Le differenti forme delle tazzine da caffè, lo spessore dei bordi e via dicendo influenzeranno ovviamente la misura, ma è alquanto verosimile che la mia conclusione statistica sia a favore dell’esistenza di un legame fra questi due parametri. Osservo dunque una relazione (correlazione) fra l’altezza della tazza è il caffè che può contenere. Ne concludo logicamente che l’altezza della tazzina è annoverabile fra le cause, i responsabili, del suo volume massimo (contenuto in caffè). Ovviamente sbaglio. Ovvero, nel caso specifico ho detto il vero ma è solo un caso.
Due esempi ulteriori possono aiutare a chiarire questo concetto
- In maniera del tutto simile allo studio precedente decido di determinare il legame esistente tra la velocità della corsa e la probabilità di perdere la metropolitana. Mi camuffo quindi nella stazione della metro e registro la velocità con cui i passeggeri si avvicinano al treno e se raggiungono il treno prima della chiusura delle porte. Osserverò certamente che più velocemente un viaggiatore si avvicina al treno (più corre) maggiore sarà la probabilità di perdere il treno. Ne concludo ovviamente, in maniera del tutto analoga all’esempio precedente, che il fatto di correre a perdifiato è da elencare fra le maggiori cause di perdita del metrò. Converrete tutti che stavolta ho veramente sbagliato.
Non vi basta?
- Voglio conoscere il costo di una Ferrari e quella di una Fait punto. Per fare ciò mi introduco nel software di una banca e scarico lo stato del conto di 100 persone che hanno appena comprato una Ferrari e di 100 persone che hanno appena comprato una Fiat punto. Osserverò che lo stato del conto di persone che hanno appena comprato una punto è significativamente più disastrato di quello di quanti hanno appena comprato una Ferrari. Precedenti studi scientifici hanno dimostrato senza ambiguità che l’acquisto di un’automobile implica un pagamento che si traduce senza eccezioni nel calo del conto bancario. Dato che i conti in banca di coloro che hanno una Ferrari sono decisamente più rosei, deduco quindi che una Fiat punto è estremamente più cara di una Ferrari.
Non è semplicemente un gioco di parole. Molti, moltissimi, studi scientifici sono basati unicamente su osservazioni e sulle correlazioni che da esse posso essere tratte grazie ad uno studio statistico. Questi studi hanno un loro valore. È ovvio che, salvo rarissimi caso in cui tutto è dovuto al caso (probabilità infima ma esistente), una forte correlazioni implica l’esistenza di una relazione fra i caratteri studiati. Negli esempi precedenti il correre alla stazione è legato al ritardo con cui si arriva alla stazione stessa, il ritardo è in effetti la causa principale del perdere il metrò. Nel secondo esempio il fatto di comprare un Ferrari dipende dallo stato sociale del soggetto. Quindi, nonostante un Ferrari costi un’enormità il conto corrente del soggetto neoFerrarato, resterà comunque superiore a quello del neoFiattato.
Una correlazione è quindi estremamente informativa. In primo luogo è predittiva, se misurerete all’inizio delle scale della stazione della metro la velocità con cui le persone si precipitano verso le porte potrete, grazie all’equazione estrapolata dalla vostra precedente osservazione, predire la probabilità con cui quel soggetto arriverà a prendere la metro. In secondo luogo una correlazione dimostra quanto meno l’esistenza di un legame fra i due paramentri (come mostrato precedentemente).
Come si può allora dimostrare un rapporto causa-effetto? L’unico sistema applicabile è quello sperimentale. Tutte la variabili devono essere messe a zero o essere disperse casualmente nei gruppi di persone studiate. Se per esempio manteniamo l’ora di partenza e la distanza dalla stazione della metropolitana fisse, e chiediamo ai soggetti di correre a velocità differenti, arriveremo infine a dimostrare il rapporto causa-effetto fra il correre e il prendere la metro. Esattamente l’opposto di quanto osservato in precedenza.
Moltissimi studi e documentari traggono conclusioni da semplici correlazioni.
Ho già visto documentari in cui uno studio su differenti passerotti mostra come le femmine scelgano più facilmente i maschi che gorgheggiano più a lungo. Ciò dimostrerebbe come l’arte canterina sia la causa della scelta del maschio da parte della femmina. Ciò non è forzatamente vero. Per esempio le femmine potrebbero scegliere, come in metà delle specie conosciute, semplicemente il maschio più grosso. La dimensione del maschio sarebbe in seguito in relazione con la sua resistenza al canto. Una maniera semplice di dimostrare il tutto sarebbe l’utilizzo di registrazioni e falsi passerotti tutti identici. Se le femmine persistessero a scegliere quelli che cantano più a lungo si avrebbe una dimostrazione di causa-effetto.
Altri temi ben più scottanti del feticismo dei passeracei sono all’ordine del giorno allorché non si può o non si vuol stabilire dei protocolli sperimentali. Molti degli studi sull’uomo o quelli facenti riferimento ai cambiamenti climatici non sono che delle mere correlazioni.
Cominciamo dai cambiamenti climatici. Non è affatto vero che il rapporto causale fra gas a effetto serra e surriscaldamento del clima è stato provato. Nessuno, a mia conoscenza, ha preso qualche dozzina di pianeti ed ha fatto variare le concentrazioni di gas nell’atmosfera ed ha in seguito osservato un cambiamento significativo del clima. È vero che il surriscaldamento del clima e l’aumento dei gas ad effetto serra correlano. Anche la diminuzione del numero di pirati e la diminuzione della quantità di tessuto componente l’intimo femminile (dai mutandoni della nonna agli string per intenderci) correlano straordinariamente col surriscaldamento. Se la comunità scientifica ha deciso di credere alla causalità gas serra-surriscaldamento è unicamente perché le correlazioni sono veramente molte e perché questa relazione causa-effetto è stata provata in altri sistemi più piccoli (qualche metro cubo, per intenderci).
Altro tema alla moda: Il fumo fa male? Secondo il 99% degli esperti sì. È mai stato dimostrato? No! Dimostrarlo sarebbe per altro semplice. Basterebbe prendere un centinaio di persone a caso, farle fumare per 20 anni tre pacchetti al giorno, ad altre 100 persone sarebbe proibito di fumare. Al termine dell’esperimento si conterebbero i sopravvissuti. Ovviamente ciò non è mai stato fatto a causa dei problemucci etici sollevati da un tale esperimento. I topi invece l’hanno ovviamente subito…
Malgrado le moltissime correlazioni esistenti e le prove su organismi modello (quali il topo) non si può onestamente asserire che la relazione fumo-tumore sia stata dimostrata. Potrebbe comunque essere che esiste un gene che favorisce l’abitudine al fumo, questo stesso gene sarebbe responsabile del cancro. Improbabile ma possibile.
Un paragrafo a parte lo meritano le opere divulgative dei cosiddetti caratteri genetici complessi. In effetti a fianco dei caratteri cosiddetti “mendeliani” (un gene ha un effetto, poca variabilità dovuta all’ambiente) si va via via scoprendo una moltitudine di caratteri complessi (molti geni per lo stesso effetto, grande variabilità dovuta all’ambiente).
Esiste infatti un gene per l’albinismo, per il daltonismo, per alcuni tipi di diabete, eccetera. Il malfunzionamento di un gene è quindi interamente responsabile di questi fenomeni, lo stile di vita influenza poco o per niente l’insorgere del fenomeno.
Non esiste al contrario il gene del fumo, dell’alcolismo, della violenza, eccetera, malgrado tale scoperta sia stata annunciata (unicamente dalla stampa divulgativa per altro). Esistono geni che correlano coi caratteri sopra descritti (analisi QTL). Talvolta tal geni sono si sono dimostrati causa di una parte della variazione di un certo fenomeno. Possedere un tale gene implicherà allora, a parità di condizioni ambientali, un certo aumento (tipicamente tra il 10 e il 40%) della probabilità di sviluppare un dato comportamento. Il gene non è allora la causa del tabagismo, ma un fattore di rischio.
Credo infine sia doveroso citare che, anche se il rapporto di causa-effetto è stato provato, taluni protocolli non sono generalizzabili, in particolare molto non equivale a più a lungo. L’esempio tipico è quello degli studi sulle sostanze cancerogene. I test normalmente effettuati per dimostrare che una sostanza è cancerogena consistono nel somministrare ai topi quantità inimmaginabili di una data sostanza in un tempo relativamente stretto. Ora è stato dimostrato che persino l’acqua, se se ne abusa (ma veramente abusa) può favorire l’insorgere di tumori. Esperienze basate sull’ingozzamento di topi con prodotti chimici non sono assolutamente conclusive sull’effetto a lungo termine di piccole quantità dello stesso prodotto. Esperienze simili, che hanno dichiarato cancerogeni il cellophane e la saccarina, sono quanto meno da confermare.
Bibliografia:
M. Milinski. 1997. How to avoid seven deadly sins in the study of behaviour. Advances in the study of behaviour, vol 26.
ISBN/EAN:
00000
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Commenti
Gli altri 6 peccati seguiranno. Volevo fare un solo articolone ma mi sono detto che era meglio diluire un po'.
Articolo scandalosamente populista, facile facile da divulgare.
Attendo feedback.
Onore alla rediviva sezione scienze.
E onore a Gf che è riuscito a scrivere una pagina di istruzioni così semplice che riesco ad usarla persino io.
:) Luca Martello l'ha perfezionata, è merito suo. Stanotte vengo a leggerti!
>3 è bellissima sembra art attack.
Franco godrà leggendo del fumo. Esiste una correlazione tra attività di letterato e tabagismo?
Questo è un articolo gustoso; magari rileggilo e fai sparire quella quindicina di refusi che hai lasciato in giro.
Come fai a provare che un gene è portatore del diabete e non si tratta soltanto di una correlazione?
15 refusi... ops l'ha anche riletto 3 volte.. vabbé
ha poco da godere la correlazione non dimostra. però puo SUGGERIRE l'ecatombe per i fumatori.
Come fai a provare che un gene è responsabile? Lo muti e poi lo reintroduci. Tanti begli OGM. nell'uomo inetti il prodotto del gene, nel caso l'insulina.
"Non è affatto vero che il rapporto causale fra gas a effetto serra e surriscaldamento del clima è stato provato. Nessuno, a mia conoscenza, ha preso qualche dozzina di pianeti ed ha fatto variare le concentrazioni di gas nell?atmosfera ed ha in seguito osservato un cambiamento significativo del clima. È vero che il surriscaldamento del clima e l?aumento dei gas ad effetto serra correlano."
> ecco, questa è un concetto che andava illustrato...
"Il gene non è allora la causa del tabagismo, ma un fattore di rischio."
> questo mi sembra piuttosto plausibile (e fosse vero sarebbe una prova contro la predestinazione)
E' un articolo molto chiaro, leggibile e istruttivo. Missione compiuta. Attendiamo i prossimi passi. A latere domando, con l'ingenuità di chi s'intossica con narrativa e poesia e via dicendo: chi è Milinski?
un cugino oriundo polacco di milingo?
Possibile considerando "Manfred" che non mi risulta sia un nome slavo:)
eh ma in famiglia avevano certe ambizioni.. o quello o siegfried
>9 un vecchio professore dell'università di zoologia dell'università di Berna che rimpiange i bei tempi in cui si andava a caccia di farfalle. Non so nulla di eventuali relazioni con milingo.
Nel senso de "La chasse aux papillons" o studiava davvero gli insetti?
è bello perché in calce ai miei articoli si sviluppano sempre queste belle discussioni di scienza.
catalizzo l'idiozia ;-P