Müller Matthias
Marziani e evoluzione
Sab, 23/09/2006 - 18:24 — Mat
La domanda è questa. Se un marziano atterrasse sulla terra che aspetto avrebbe? Rettile? Limaccia lumacoide? Superinsetto? Umanoide? O qualcosa di completamente differente?
La domanda ha una certa finezza e si può tradurre in: l’evoluzione è necessaria o contingente? Sarebbe potuta andare diversamente? Partiamo dalla base: il carbonio sembra essere l’unico elemento chimico in grado di sostenere le complesse forme della vita. L’acqua, malgrado la sua ingannevole trasparenza, sembra essere forse il più complesso fra i liquidi. Le sue eccezionali proprietà sembrano essere egualmente indispensabili alla vita. Stesso elemento e stesso solvente, sembra plausibile supporre che le molecole della vita siano ovunque le stesse. Prendiamo per assunto che ogni vita aliena abbia le sue cellule, le sue proteine e il suo DNA. Supponiamo dunque che la chimica della vita sia necessaria. Gli alieni ci assomiglierebbero comunque? Possiamo facilmente eliminare alcune possibilità grazie all’allometria. In effetti i modelli animali oggi conosciuti rispettano tutti certe relazioni. Il metabolismo energetico, la lunghezza degli arti, il volume, la lunghezza di peli e corna e quant’altro, seguono relazioni matematiche fisse all’interno dei differenti rami evolutivi. Non si possono quindi per esempio avere mammiferi sotto una certa taglia, né insetti sopra un certo volume.
Da parte dei mammiferi l’omeotermia è mantenuta dal metabolismo energetico, il calore prodotto compensa quello disperso attraverso la pelle. Il metabolismo è direttamente proporzionale al volume. Il volume decresce con una funzione al cubo mentre la superficie (della pelle) con una funzione quadratica. Il rapporto superficie/volume sinonimo di calore perso/calore prodotto cresce al rimpicciolirsi dell’animale, fino ad arrivare a un punto in cui semplicemente non è più possibile mantenere l’omeotermia anche se le cellule lavorassero indefessamente per mantenerla. Se Hollywood cercherà di propinarvi un invasione di microalieni omeotermi non spaventatevi. Se pesano meno di 5g probabilmente non possono esistere.
La questione insetti è simile solo che stavolta è il peso dell’esoscheletro a crescere troppo in fretta. Sopra una certa taglia gli insetti non possono svilupparsi. Cosa di cui, peraltro, Hollywood non si è mai curata granché.
Niente insettoni cattivi dunque, la domanda si riduce. Invece no, se è vero che gli insettoni cattivoni non ci invaderanno mai, i recenti progressi nell’ambito del sequenzaggio del DNA aprono nuove domande. Le proteine, i costituenti base di tutte le forme di vita, assomigliano ad un gigantesco gioco di lego. Esistono infatti un numero finito di “mattoncini” differenti chiamati domini proteici, con cui tutte le proteine sono composte. I domini sono un numero finito e sembrano essere estremamente vecchi da un punto di vista evolutivo. E i domini pongono alla vita la maggior parte delle limitazioni che essa conosce.
In tutto questo dove entrano i concetti di necessità e contingenza?
Ebbene, le proteine si compongono di 20 amminoacidi differenti, legati uno all’altro come anelli di una catena, in numero variabile ma solitamente intorno alle cento unità. Cento amminoacidi incatenati non bastano però a fare una proteina. Se provaste infatti a produrre “a caso” una proteina, fallireste certamente. Le proteine hanno infatti un’interessante proprietà. La catena di amminoacidi che la compone si ripiega spontaneamente in una forma definita e stabile. È quest’ultima una proprietà rarissima. Il fatto che oggi si conoscano domini proteici viene unicamente dal fatto che ne possono esistere moltissimi tutti differenti. Prendiamo una proteina standard di 100 amminoacidi. Possiamo creare 20100 proteine di questa taglia. Non lasciatevi ingannare dalla notazione esponenziale, stiamo parlando di cifre enormi, così grandi da non essere più tangibili. Ed ecco la domanda: la vita è riuscita a sperimentare tutte queste possibilità?
Non è una domanda a cui sia facile rispendere. Se la risposta fosse sì l’evoluzione sarebbe senza dubbio necessaria, solo i domini più efficaci sarebbero stati conservati, un eventuale alieno sarebbe simile a noi, solo adattato alle particolari condizioni del suo pianeta. Gli appassionati di Star Trek possono esultare, possiamo ancora conoscere Romulani, Vulcan e cattivissimi Klingon.
Ma se la risposta è no, allora è verosimile che la vita abbia sperimentato solo una frazione infinitesimale del possibile e che ne abbia quindi costruito gli esseri che conosciamo. Questi a loro volta, grazie al vantaggio temporale acquisito, hanno soffocato altri esseri, magari potenzialmente più competitivi. Se così fosse l’evoluzione sarebbe contingente, altre forme di vita potrebbero essere decisamente più esotiche, con mezzi e limiti molto diversi dai nostri. L’universo sarebbe insomma, pieno di sorprese.
mm
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Commenti
Aspetta che impagino (ben ritrovato, Mat)
(se scrivi il testo direttamente in verdana, su .doc, dovrebbe mantenerlo nel passaggio via "control" + "v". Prova, la prox volta...)
Spero sia comprensibile. Prego i primi lettori di segnalarmi eventuali passaggi bui. Suggerimenti sul contenuto di eventuali articoli futuri saranno inoltre graditissimi. Cosa vi interessa?
Per Gf il concetto di memoria genetica è un po' complesso ma ci sto lavorando.
E' andata, impaginato;). Quanto alla memoria genetica, grazie per il tempo che ci stai dedicando, apprezzo molto. Sono curioso di leggere i primi risultati della tua ricerca.
"è verosimile che la vita abbia sperimentato solo una frazione infinitesimale del possibile e che ne abbia quindi costruito gli esseri che conosciamo. Questi a loro volta, grazie al vantaggio temporale acquisito, hanno soffocato altri esseri, magari potenzialmente più competitivi" > estremamente affascinante come ipotesi:). Grazie per la condivisione.
I marziani, se esistono, sono uguali a Russell Crowe.
Precisi.
"I marziani, se esistono, sono uguali a Russell Crowe.
Precisi"
Dici, io li associo a Mars Attacks ! di Tim Burton. Non mi viene in mente altro:)
belle domande le tue e interessanti ipotesi. A intuito una risposta sicura non c'é e potremmo aspettarci qualsiasi sorpresa.Certo l'ipotesi finale è la più suggestiva, così ci si può sbizzarrire con la fantasia.:-)
caro Mat, per quanto mi sforzi, magari immaginando gli esiti di una diversa gravità, di un'atmosfera a composizione differente, di legami ovvi ma semplicemente non sperimentabili -impossibili- in queste nostre condizioni, io vedo solo la necessità.
per carità, mica escatologica né invocante una divinità qualsiasi.
temo che quello che sfugge è un'intelligenza intrinseca per cui anche le nostre teorie sull'evoluzionismo riescono a rintracciare solo certe superfici. Io mi schiero apertamente per la tua seconda ipotesi. No, la natura non è un calcolatore che ricerca combinazioni, la simmetria -che è ad un alto livello al BELLEZZA, e ad un altro l'EQUILIBRIO, eccetera- non è casuale, ma necessario, appunto.
Non credo che però la ricerca dell'eleganza -di cui molte volte ha parlato Bonaventura- in formule sia la vera chiave. I numeri stessi sono una cifra, un codice nostro.
Ti ringrazio per la bellissima questione e da parte mia modestamente ribadisco la mia risposta: NO, la natura sa il fatto suo, l'essere conosce la sua direzione e io sono un fottutissimo presocratico.
"NO, la natura sa il fatto suo, l?essere conosce la sua direzione e io sono un fottutissimo presocratico". Concordo Nevabop, la natura non è un calcolatore che ricerca combinazioni, ma un elemento necessario e imprescindibile per l'equilibrio del tutto.
Ehilà, se vi serve uno sciamano mi procuro qualcosa di adatto, eh?
siamo noi gli sciamani, ugh! con tanto di porte usb
Le vere porte usb della percezione.
si, in realtà sono firewire ed è marchio di Steve (Jobs)
"la natura non è un calcolatore che ricerca soluzioni".
eppure questa ricerca è il principale vantaggio della riproduzione sessuata. Mentre la riproduzione asessuata ha bisogno di incatenare tutte le mutazioni favorevoli in una stessa linea evolutiva, la sessualità permette di rimescolare le carte ad ogni generazione. La falce della selezione mantiene poi le migliori. Da questo punto di vista la natura è un calcolatore che si limita, grazie alla bruta potenza del numero, a calcolare tutte le soluzioni possibili. è stato sufficiente? non lo so
no, non credo comunque che si tratti di calcolo bruto. è un calcolo si, ma persino l'orrore di certe mutazioni non è poi così distinto dalla grazia dei mimetismi spettacolari.
Come si fa a dire che il pesce drago è frutto di una selezione da errori, di una cernita via via più raffinata?
per me equivale a dire che la Cappella Sistina è un insieme fortunoso di macchie
"per me equivale a dire che la Cappella Sistina è un insieme fortunoso di macchie "
La chiave del problema è il tempo. Temppo di sviluppo di un sistema competitivo, per inciso.
La cappella Sistina non è in competizione. Se dovesssimo avere una società stabile sull'arco di molte migliaia di anni probabilmente essa finirebbe per selezionare un tipo di arte figurativa, architettura, ecc.. sottomessa alle regole della competizione.
In fondo se pensiamo all'arte greca contro quella egizia sappiamo chi vince. Le statue egizie, più adatte a sopravvivere nel tempo, più funzinali, saranno ancora lì a testimoniare la grandezza di una civiltà quando quelle greche saranno solo un mucchio di polvere. La chiave è il tempo.
L'essere conosce la sua direzione? In che senso? Leibniz?
infatti i greci amavano il bronzo. se poi qualche stronzo le ha usate per fare cannoni... ;-)
nevabeiz dixit
No,no no l'essere non conosce la sua direzione né essa è prevedibile. Ma sì la selezione è una forza potentissima. Prendete un quadro, coloratelo con "un insieme fortunoso di macchie". Poi per ogni pixel controllate se combacia con la volta della cappella sistina. Se sì fissate una probabilità (diciamo 0.8) che al prossimo stadio sia ancora uguale, se diverge fissiamo una probabilità (diciamo 0.6) che sia conservato. Fate questa operazione 10'000 volte. non otterrete la cappella sistina, ma per vedere la differenza ci vorrebbe un microscopio. L'ho vito fare al computer con la divina commedia (ogni lettera una probabilità) è impressionante.
Ma la direzione? Conoscerla? Prendiamo il genoma dell'uomo, 3.2 miliardi di basi azotate incatenate. ne cambiate una e l'organismo cambia. Quante combinazioni? Come sapere quale è migliore?
"Come si fa a dire che il pesce drago è frutto di una selezione da errori, di una cernita via via più raffinata?"
Si fa da secoli, e con successo. Non ne vedo l'impossibilità, una volta prese in esame le teorie dell'evoluzione canoniche. Mi sembra già ambito affrontato da decenniu dalla comunità scientifica preponderante. Se poi si pensa a una Madre Natura cosciente è pura fantasia. Fiabesca, ma puramente arbitraria, non esistono prove, neanche discutibili, come nell'evoluzione. E' solo antropomorfizzazione semplice e ingenua, non ci vedo altro. Poi la fede è altro livello, una convinzione personale come qualsiasi altra, dignitosa ma non ecumenica, perché basata su sensazioni, infine.
diciamo più vicino a monade che madrenatura. comunque il mimetismo non è affatto "risolto" da secoli.
>21. si ma devi calcolare la probabilità (moltiplicandole nel caso più semplice) per ogni pixel ad ogni mutamento o ciclo. neanche un bravo pittore è in grado di replicare con l'approssimazione microscopica la cappella sistina.
>22. ok, ma il pesce drago lìhai visto!!?? è una cosa straordineria
ti volevo segnalare una correzione di impaginazione con i messaggi personali (non trovo affato corretto né bello metterli tra i commenti all'articolo), ma come ti trovo nel forum?
"diciamo più vicino a monade che madrenatura. comunque il mimetismo non è affatto ?risolto? da secoli."
Si immaginavo pensassi a Gottfried.
Le idee di Leibniz però non fanno molti proseliti tra gli scienziati, dubito ad esempio che Mat approverebbe.
Scrivi qualcosa sulle sue opere, dai!
eh, Lac. Corretto e bello. Dopo 30 pezzi in times new roman ti passa la voglia di stare zitto e fare da capo nell'ombra, ti giuro:).
E questo vale per tutti quelli che con pazienza reimpaginano gli scritti sempre degli stessi utenti. La correttezza è proprio una categoria fuori posto. Ti invito a rimeditare rapidamente quel concetto, grazie.
(charlie brown, please, sorridi e non leggere) FINE OT.
Siamo troppo antropocentrici.
L'universo è dominato dal caos.
Se al posto della nostra specie ne fosse sopravvissuta una con 8 dita nelle mani, senza piedi, in grado soltanto di strisciare e strettamente vegetariana come avrebbe potuto evolversi? E come avrebbe modificato l'ambiente intorno a sè?
Ci sono miliardi di miliardi di combinazioni possibili, tutte ancora da esplorare. E sono convinta che i nostri pro-pro-pronipoti avranno un sacco di sorprese...
anche se il Leibniz stava troppo a conciliare. Me lo si passi, il Ualter Ueltroni del tempo.. aldilà di cattiverie -meglio ueltroni, molto meglio lui che altri, quasi tutti. diciamo che prenderei una monade bergsoniana, con un istinto vitale meno idiota di quella immaginata dal prolifico Henri.
Il fatto vero è secondo me il seguente. il mimetismo è la prova provata di dio. dio minuscolo, beninteso. chiamatela natura, dio, pantapanta o quel che vi pare... anche monade va bene.
vi assicuro che è impossibile che un pesce arrivi per TENTATIVI a essere uguale a qualcosa che è fuori dal suo on. porca miseria è evidente!
Una cosa è dire l'essere umano è questo per selezione ed evoluzioni varie. Ma non c'era nessun uomo prima di lui nel mondo delle idee.
Invece è statisticamente improponibile (stento persino a immaginare i calcoli) che un codice di milioni di cifre cominci a girare come fosse una slot machine finché non sia esattamente uguale a un codice prefissato, non un codice qualsiasi cioè -come è il prodotto finito o temnporeaneo in una fase qualunque dell'evoluzione di qualunque organismo- ma esattamente quel codice a milioni di cifre. Mi vengono i brividi a pensare quale possa essere la possbilità che il filtro sia stata la selezione.
Provate a pensarci: questo codice di milioni di cifre a un certo punto si ferma (diciamo perché il rapporto coi predatori si stabilizza): quale è -immaginate, provate- la possibilità che quello stato stabile sia esattamente lo stato stabile di un altro regno o razza o specie.
per quanto riguarda le monadi non penso abbia senso parlare di indipendenza.
nevabop fecit a.D.1710
ah, aggiungete anche che il codice A non possiede "occhi" per confontare continuamente i suoi risultati col codice B, a meno che..
>32 Non confondiamo le idee. L'evoluzione è cieca, non ha uno scopo né un obiettivo né un termine. Le specie non sono delle entità fisse (né facilmente definibili). La selezione non ha un obiettivo, è semplicemente la capacità di certi individui di lasciare più discendenza dei loro competitori (cfr. nozioni d'evoluzione). Le pressioni di selezione non mirano a produrre qualcosa, esse stesse sono fluttuanti. Alcune misure sui piccioni delle galapagos sono illuminanti. La taglia del becco (essenzale per lo stile nutritivo dei piccioni) è selezionato diversamente ogni anno secondo la pluviosità estiva.
Le specie non sono stabili. I leono di oggi non sono né saranno mai quelli di 25 anni fa. Selezione e deriva ne hanno fatti qualcosa di nuovo. l'esempio della cappella sistina (o della divina commedia) era solo per mostrare come l'impisizione di una pressione selettiva sia una forza enorme. Tanto forte da rendere tutto più semplice se si parla dell'evoluzione come di un'entità a sé. Non è vero, ma è semplice. Trae in inganno, ma se il mimetismo esiste è per permettere a certi individui (venendo mangiati meno) di lasciare più discendenza.
>28 Inoltre mi scuso per aver impaginato come al solito in Times New Roman. Temo di essere tremendamente distratto, cercherò di non ripetermi. Grazie comunque per la pazienza fin qui dimostrata. Metterò inoltre un indirizzo mail in fondo alla mia biografia, per permettervi di inviarmi note, consigli, correzzioni, insulti, virus e affini :-).
Ma va:) > 35. E' un piacere. Mi spiace solo se non sempre possiamo - io e gli altri - dare una mano tempestivamente e puntualmente. Era solo quella battuta involontaria dell'amico Emanuele sulla correttezza che mi restava indigesta, mica il lavoro. Io ADORO lavorare.
>34. si, il mimetismo esiste per quello. ma esso conosce la direzione. non è cieco affatto. se fosse cieco non potrebbe coincidere ESTETICAMENTE con un altro da sé.
per me il mimetismo rimane un vero casus, un grimaldello. capisco la logica di tutto il sistema evoluzionistico, ma quello -il mimetismo- no. mi soddisfano le leggi che tu avochi.
dobbiamo però anche guardare ai principi del pesce drago, non solo alla funzionalità.
>36 masochista
>37 sono perplesso quali sono i principi del pesce drago? Vediamo: magiare, riprodursi, non essere mangiato. Nobili obiettivi (ehi noi umani non è che siamo tanto diversi...) ma tutto secondo le leggi dell'evoluzione. Cosa mi è sfuggito?
la sua bellezza? ovvio che troviamo il pesce drago bello, è ammirevole! con gli sforzi che costerebbe a noi fare altrettanto, come si può non apprezzarlo? ma questa è (come diceva bene Spora) antropocentrismo. è dolce ma inefficace.
invece tu stesso proponi la chiave: la parola "sforzi". quali sforzi potremmo -saremmo in grado noi di- fare se per sopravvivere a una invasione aliena decidessimo di somigliare ai cespugli -u.s.army esclusi, ovviamente: loro ci riescono benissimo --prole di bush -->??
Da dilettante mi sembra che il mimetismo sia solo un risultato inusuale e altamente specializzato, ma non per questo estraibile dalle dinamiche evolutive. Non ne vedo il motivo, se non una forte anti-intuitività, normale, visto che non siamo abituati a palpare leggi, come quella evolutiva, che implicano milioni di anni. E miliardi e miliardi di tentativi evolutivi, di mutazioni e variazioni. Non è per niente così inverosimile, solo estremanente particolare come combinazione genetica e soluzione alla sopravvivenza. Dove sto sbagliando? Nevabop, sicuramente non prendo in considerazione un passaggio fondamentale, dal tuo punto di vista, quale?
>40 non molte, ma qui si confondono le idee. Prendi un cavedano. Quante possibilità ha di somigliare al pesce drago? Nessuna. Il pesce drago è diventato tale in millenni di selezione direzionale per somigliare al suo ambiente. Un'invasione aliena non lascerebbe lo stesso lasso di tempo all'uomo. Comunque una mente psicopatica potrebbe rendere l'uomo mimetico in un lasso sorprendetemente breve. Si calcola che, partendo da una popolazione vasta di individui, si potrebbero ottenere topi della taglia di elefanti (e viceversa) in circa 10.000 anni. Tutto ciò semplicemente applicando una selezione direzionale spinta al massimo.
L'uomo invece del mimetismo si è specializzato nel pensiero e quindi, indirettamente, nella flessibilità. Quanto impiegherebbe un uomo a somigliare a un cespuglio? 30 min circa il tempo di trovare un cespuglio qualunque, segare i rami bassi, e infilarcisi sotto. Questo è l'uomo.
Si noti infine che l'uomo, unico animale al mondo, ha un mezzo di conservazione dell'informazione che non è genetica. La cultura.
ora si che mi diventi antropocentrico e busciomorfico... ;-)
c'è una differenza estetica abissale tra diventare quanto un elefante e diventare un elefante -da topo. evidentemnete mi spiego malissimo.
in quanto a selezioni spinti basta guardare i capricci degli allevatori. non è questo il punto: non c'è nessun allevatore supremo. o si? l'Allevatore..
ps : camuffamento e mimetismo sono due cose diverse..
in quanto alla cultura io credo che i libri facciano parte del dna di ben più di qualcuno qui dentro... ;-)
il LANKEGENOMA è una cosa fantastica!!
busciomorfico? Ora mi ritengo offeso :-)
guarda che in primavera sono carinissimi... ;-)
> 44. Mother Rock!
Mi permetto:
Nevabop, Leibniz o Bergson poco importa. L'idea di una direzione, di una forma di coscienza di sé, o di un "esprit" proprio alla materia, non è parte integrante di nessuna teoria, assiomaticamente fondata né in fisica né in biologia. Direi che i secondi hanno una naturale antipatia nei confronti di queste idee perché le associano, un po' erroneamente o con Lamarck o con qualche forma di Intelligent Design.
In fisica trovano ancora il loro spazio, se inserite nel giusto contesto, tuttavia esistono indizi probanti, basati su simulazione numerica che appoggiano la non necessità di un "daimon-materialista" (virgoletto il mio scarso neologismo). Vedi Prigogine, ad esempio.
A prescindere dall'ovvia constatazione che non necessario ad una teoria non significa errato, pena confusione tra fenomeno e noumeno, non necessità significa momentaneo abbandono. Riduzionismo impone.
mancano una manciata di virgole, le porto qui di seguito
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