Gli evoluzionisti spesso ci contestano di riferirsi all’evoluzione darwiniana come “casuale”. Essi sottolineano il fatto che la selezione naturale, la forza che presumibilmente guida il treno, seleziona sempre organismi più “adatti”, e quindi non è casuale. Questa è solo una parte della storia, però, e per capire perché l’evoluzione può davvero essere chiamata casuale, bisogna raccontare il resto.

L’evoluzione può essere considerata composta da quattro parti. La prima parte, il macinato per il mulino, è il processo con cui si generano le mutazioni. Generalmente si pensa che questo sia un processo casuale, con alcune qualifiche. I cambiamenti di una singola base si verificano più o meno casualmente, ma c’è una certa distorsione riguardo a quali basi vengono sostituite. Altri tipi di mutazioni, come delezioni o riarrangiamenti o ricombinazioni (dove il DNA viene scambiato tra i cromosomi), si verificano spesso in punti caldi, ma non sempre. L’effetto netto è che le mutazioni avvengono senza tener conto di ciò che l’organismo richiede, ma alla rinfusa. In questo senso la mutazione è casuale

La parte successiva, la deriva casuale, è come un lancio di dadi che decide quali cambiamenti sono conservati e quali sono persi. Come il nome implica, anche questo processo è casuale, il risultato di eventi accidentali, e senza riguardo per il beneficio dell’organismo. La maggior parte delle mutazioni si perde nel mix, soprattutto quando emergono di recente, solo perché i loro organismi ospiti non riescono a riprodursi, o muoiono per cause non legate alla genetica. Può anche succedere che le nuove mutazioni siano combinate con altre mutazioni che sono dannose, e quindi vengono eliminate.

Gli effetti casuali della deriva sono abbastanza grandi da sopraffare la selezione naturale in organismi con piccole popolazioni riproduttive, meno di un milione, diciamo. Le nuove mutazioni non nascono abbastanza velocemente per sfuggire alla perdita dovuta alla deriva. C’è una soglia frazionaria nella popolazione che deve essere superata prima che una nuova mutazione possa diventare “fissa”, cioè universalmente presente in ogni individuo. Una nuova mutazione generalmente viene persa a causa della deriva prima che questa soglia di popolazione venga superata.

La terza parte, la selezione naturale, non è casuale. Essa agisce per preservare le mutazioni benefiche ed eliminare quelle dannose. Si può dire che sia direzionale. Ma ci sono diverse avvertenze. Le mutazioni benefiche sono rare, e di solito solo debolmente benefiche, quindi gli effetti della selezione naturale non sono di solito così forti. La maggior parte dei cambiamenti fornisce solo un leggero vantaggio.

Inoltre, può accadere, e spesso accade, che una mutazione “benefica” comporti la rottura di qualcosa, il che significa una perdita di informazioni, e una perdita di potenziale miglioramento. Questa rottura può essere irreversibile a tutti gli effetti. Il primo esempio nell’evoluzione umana è quello della malattia falciforme. La malattia falciforme è causata da una mutazione del gene dell’emoglobina che rende i globuli rossi resistenti al parassita malarico. In una copia il gene rotto è benefico (aumenta la resistenza alla malaria), ma quando sono presenti due copie (entrambi i cromosomi portano la mutazione), i globuli rossi sono deformati e causano una dolorosa debilitazione. Il gene mutato è in realtà funzionalmente peggiore della sua versione normale, tranne quando è presente la malaria.

Questo mette in evidenza un punto importante. La selezione naturale non seleziona sempre le stesse mutazioni. L’ambiente determina quali mutazioni sono favorite. Per esempio, la selezione naturale agisce per favorire gli individui che portano una copia del tratto falciforme dove la malaria è presente, ma agisce contro il gene falciforme dove la malaria è assente. Quindi, in questo contesto, la selezione serpeggia su un paesaggio fluttuante di criteri variabili per ciò che è benefico e ciò che non lo è. Ora è vantaggioso portare il tratto falciforme, ora non lo è. Popolazioni diverse vengono favorite in momenti diversi. In questo senso si potrebbe dire che la selezione ha anche una componente casuale, perché solo raramente la selezione è forte e unidirezionale, favorendo sempre la stessa mutazione.

Vediamo questa variazione nella selezione con un altro esempio, l’evoluzione dei becchi dei fringuelli nelle isole Galpagos. In caso di siccità, sono favoriti i becchi grandi, in anni piovosi, i becchi piccoli. Il tempo fluttua, e così le dimensioni dei becchi.

Sottopopolazioni possono acquisire tratti, ma a causa della variazione ambientale i tratti non diventano universali. Per esempio, l’intolleranza al lattosio – non tutti portiamo la versione del gene che ci permette di digerire il lattosio da adulti. A meno che improvvisamente tutti nel mondo debbano mangiare formaggio come parte principale della loro dieta, l’intolleranza al lattosio non scomparirà dalla nostra popolazione.

C’è un modo speciale in cui l’evoluzione può avvenire – un improvviso collo di bottiglia nella popolazione tenderà a fissare i tratti che predominano in quella popolazione. Supponiamo che un olocausto nucleare cancelli tutti tranne gli svedesi. Il gene che digerisce il lattosio si fisserebbe quasi certamente, così come i capelli biondi, gli occhi azzurri e altri tratti scandinavi, purché mangiassero formaggio e vivessero ad alte latitudini. Finché non si verificassero nuove mutazioni in nuovi ambienti, questo rimarrebbe il caso.

Ora sapete più della genetica di popolazione dell’evoluzione di quanto immaginavate potesse essere vero. La somma di tutti questi fattori è ciò che è responsabile dell’evoluzione, o del cambiamento nel tempo. Mutazione, deriva, selezione e cambiamento ambientale giocano tutti un ruolo. Tre di queste quattro forze sono casuali, senza tener conto dei bisogni dell’organismo. Anche la selezione può essere casuale nella sua direzione, a seconda dell’ambiente.

Dimmi dunque. L’evoluzione è casuale? La maggior parte dei processi in atto lo sono sicuramente. Certamente l’evoluzione non farà progressi costanti in una direzione senza qualche altro fattore all’opera. Quale possa essere questo fattore resta da vedere. Personalmente non credo che si troverà una spiegazione materiale, perché qualsiasi processo che guidi l’evoluzione in modo propositivo richiederà un progettista propositivo per crearlo.

Image credit: David Adam Kess (Own work) , via Wikimedia Commons.