Il dopo Darwin

La falena dell’edera o Callimorpha (Euplagia o anche Panaxia) quadripunctaria si incontra nei mesi estivi nei nostri colli Euganei specialmente in aree umide, fresche ed ombrose. Nel precedente post riflettevo su adattamenti sorprendenti con il mimetismo dinamico come esempio per me convincente, per altri forse ultimo baluardo, per sostenere la teoria dell’adattamento delle specie come strategia ad esempio per evitare i predatori. Oggi racconto l’esperienza di questo incontro seducente sfiorando alcuni temi darwiniani relativi al suo aspetto e comportamento che, causa inevitabile specializzazione, ritenevo singolare (vedi Ortotteri e altri Lepidotteri). È stato molto difficile fotografare esemplari di questa falena non tanto per il suo abile travestimento in apparenza zebrato quando a riposo (colorazione criptica che interrompe la sagoma della falena detta anche tiger moth) ma soprattutto per la sua arte direi magica di comparire in volo di un color arancione-rosso acceso per poi sparire e non essere più individuabile, anche da pochi cm di distanza. Definirei questo trucco che ha disorientato indubbiamente il sottoscritto, “camuffamento fantastico” o bizzarro e quindi imputerei la sua efficacia ad una questione cognitiva (non vedo più l’animale che mi ha colpito per i suoi colori e che cerco con certe fattezze impresse dall’inattesa fiammata di colore = mimetismo cognitivo) più che ad una dissuasione o intimidazione di un segnale aposematico (segnale di avvertimento caratteristico di specie non commestibili o velenose). L’accentuata visibilità potrebbe anche creare indecisione sulla direzione in volo e forse spaventare il predatore sviando un repentino attacco.

     La falena quando è a riposo presenta, ad un osservatore attento e che sa cosa aspettarsi, solo le ali anteriori che hanno una colorazione scura con strisce trasversali chiare (a conferma dell’efficacia già di questo comune sistema di rottura della forma mi è capitato di fotografare un insetto su un arbusto per accorgermi della presenza di più di un esemplare di questa specie solo una volta scaricata la foto ed aperta l'immagine a schermo intero) mentre le incantevoli o scioccanti ali posteriori sono ripiegate e visibili solo da sotto o quando l’animale è in volo.       

     Un’altra interpretazione per un ipotetico aposematismo? Quando la falena è in volo è ragionevolmente più intercettabile dagli uccelli ma se il colore rosso-nero fosse solo un segnale aposematico non ci sarebbe la necessità di volare rapidamente tra i rami o i rovi del bosco, a meno che questo comportamento non fosse piuttosto un improbabile segnale “altruistico” di allarme o facilitasse la diffusione di sgradevoli segnali odorosi e/o salvo la presenza di altre specie predatrici. Pare che alcune specie di falene usino gli ultrasuoni per evitare di essere predate dai pipistrelli.

     Nel caso di Amata phegea (Arctiidae), specie scarsamente portata per il volo e nonostante ciò molto numerosa, i colori gialli e neri si interpretano meglio come caso di aposematismo considerato anche il mimetismo mülleriano (sinaposematico) con una specie di lepidottero Zygaenidae, ove specie lontane filogeneticamente entrambe inappetibili si assomigliano (vedi Zygaena ephialtes). Il già menzionato mimetismo batesiano si definisce quando la specie che imita non è inappetibile ed il mimo è generalmente presente in numero inferiore. Il polimorfismo di Euplagia (rosso, arancione, giallo) potrebbe suffragare l’ipotesi di un ruolo non primario dell’aposematismo in questa specie considerato che i predatori sembra cerchino immagini innate. Tuttavia altre specie della stessa famiglia (e.g., Arctia caja) le somigliano molto e alcune sono anch’esse polimorfiche. Questa evidente variabilità all’interno di una specie può essere in generale in relazione con habitat, sesso, età etc. mentre nel caso di specie diverse potrebbe trattarsi di somiglianza per discendenza da progenitori comuni o fenomeni di convergenza evolutiva nel caso di specie filogeneticamente molto lontane tra loro (vedi anche polifenismi). In natura forme, colori ma anche odori e suoni comunicano qualcosa ai membri della stessa specie e/o di altre specie. Si osservano modi disparati per evitare o contrattaccare il predatore con farfalle ad esempio che prendono sembianze di foglie, altre che, con ocelli disegnati sulle ali, plausibilmente ingannano i predatori.

     In conclusione senza necessariamente pretendere di svelare la vera identità di Callimorpha quadripunctaria da dilettante contemplo quella che appare per alcuni semplicemente o poco più di una doppia identità. Questo trucco della falena ("fatina del bosco" per una bambina) non può non affascinare colui che avrà la fortuna di incontrarla e sperimentare l’efficacia o i poteri del suo rosso mantello dell’invisibilità.

Il naturalista inglese Henry Walter Bates, (noto alle donne per la sua collezione di farfalle)  famoso per la sua spedizione nella foresta amazzonica con Alfred Russel Wallace, elaborò una teoria del mimetismo che sosteneva la teoria dell'evoluzione per selezione naturale (mimetismo batesiano).

Lo stesso Fritz Müller (mimetismo Mülleriano) era un fervente sostenitore di Darwin con il quale ebbe una fitta corrispondenza. Egli scrisse "Für Darwin" nel 1864 a sostegno della teoria dell'evoluzione.

Senza entrare nei dettagli dei diversi mimetismi e camuffamenti riporterò un paio di osservazioni personali su due specie di granchi che commenterò brevemente e alcuni esempi classici lasciando che i lettori interpretino quest'ultimi, senza dubbio, più significativi e rilevanti.

Osservazioni personali:

1) In una spiaggia di sassi bianchi trovai alcuni esemplari di granchi albini così ben mimetizzati con i sassolini bianchi che non fui io a notarli.

L'albinismo in un'isola potrebbe essere il frutto di deriva genetica in una piccola popolazione ovvero si può immaginare un "effetto del fondatore" o altri significati adattativi diversi dal mimetismo. Se una petroliera riversasse del petrolio e per assurdo i sassi si scurissero in maniera indelebile ci si dovrebbe aspettare una riduzione dei granchi albini se questo fenotipo fosse effettivamente stato selezionato da una pressione predatoria?

2) Nel 1995 nella mia spiaggia preferita a Rosolina mare trovai un granchio che sul dorso del carapace aveva un triangolo bianco. L'esemplare si insabbiava rapidamente esponendo solo il triangolino bianco che lo faceva apparire identico alle numerose conchigliette che si trovavano sul fondale. Anche in questo caso unico non si può azzardare nessuna ipotesi di camuffamento per quanto ovvia possa sembrare.

Esempi classici:

Le falene notturne, ad esempio, durante il giorno riposano poggiandosi su alberi la cui corteccia assomiglia alla loro livrea. Il classico delle falene (Biston betularia) di colore scuro che aumentano di numero durante la rivoluzione industriale (melanismo industriale) a causa della fuliggine, che rende a sua volta più scuri gli alberi, è stato recentemente contestato.

Non bisogna sorprendersi...come per numerose questioni scientifiche ci sono sostenitori e oppositori (statisticamente circa il 50% per ciascuno schieramento) e la ricerca scientifica può scartare con esperimenti opportunamente progettati (sia sul campo che in condizioni controllate) alcune ipotesi alternative.

Non vi è dubbio che un organismo dello stesso colore dell'ambiente riduce la probabilità di essere predato e/o aumenta quella di predare. Nell'ipotesi che predatore e preda abbiamo vista acuta e che sfruttino principalmente quest'ultima come sistema di localizzazione o riconoscimento. Avere la capacità di confondersi con il colore dell'ambiente in cui una specie vive e modificare forma e colori in modi sorprendenti, rapidi ed inaspettati come in certi esempi di camuffamento dinamico è indubbiamente vantaggioso per una specie (vedi Hanlon, 2007).

Mi è capitato di vedere un documentario che sfortunatamente non sono riuscito a trovare in internet nel quale una specie di pesce piatto bentonico veniva posto, invece che sull'usuale substrato sabbioso, su di una scacchiera. Esso rilevava lo sfondo circostante ed era in grado di ricreare lo stesso disegno sul suo dorso in modo forse ancor più sorprendente rispetto ai cefalopodi (e.g., seppia).

Oltre ai pesci piatti, i gobidi, i gamberetti ed i granchi che si confondono con la sabbia vediamo anche qualche altro esempio frequentemente riportato:

il camaleonte sembra che cambi colore non solo per nascondersi  ma anche durante corteggiamento o combattimento.

Anche nella specie umana ci sono cambiamenti di colore più o meno rapidi ma per mimetizzarci abbiamo recentemente concepito le tute mimetiche o altri travestimenti.

L'insetto stecco o l'insetto foglia (walking leaf), seppur staticamente, si camuffano egregiamente stando immobili ed assomigliando ad una parte della pianta per forma e colore. Recenti studi, anche in questo caso, ci suggeriscono di essere critici ma non così tanto da buttare via il bambino con l'acqua.

L'opera di Charles Darwin è stata un regalo per l'umanità. Il naturalista ci ricorda che la memoria è alla base della moralità e dimenticare le nostre origini sarebbe come costruire la nostra teoria scientifica basandosi solo sui dati che ci sono più utili.

Anche se egli si fosse spinto oltre le evidenze e conoscenze del momento penso lo abbia fatto con il buon proposito di facilitare le ricerche dei suoi contemporanei e successori.

Oltre all'evoluzione dei geni c'è una più rapida evoluzione culturale o dei memi (vedi Lamarck). Non credo che neanche i geni siano poi così "egoisti" e coglierei questo periodo natalizio per sottolineare l'importanza della cooperazione. La teoria dei giochi ha supportato il buon senso ovvero ha concluso che comportarsi tutti da falchi (sembrerebbe che anche le colombe siano piuttosto aggressive) non è una strategia evolutivamente stabile (Maynard Smith, 1997).

BUON NATALE

Bibliografia

L'opera di Darwin essendo vastissima è facilmente criticabile in diversi punti. La sintesi neo-darwiniana ha provato a conciliare gli scritti di Darwin con la genetica, la paleontologia e la sistematica (Mayr and Provine, 1980). Un pò di scetticismo fa bene alla scienza ma coloro che attaccano Darwin senza fornire una "pars construens" fanno un'operazione troppo semplice.

Il naturalista di Shrewsbury si è spinto molto avanti con l'immaginazione sempre comunque citando e dunque riconoscendo i contributi degli autori che erano venuti prima di lui. Oggigiorno questa corretta usanza dovrebbe essere tutelata dai cosiddetti arbitri delle riviste specializzate (referees).

Per quanto riguarda le 'storielle proprio così', che cercano di spiegare gli adattamenti degli organismi biologici come ingenue interpretazioni, è conveniente proporle con prudenza e leggerle con diffidenza.

Direi che i tempi non sono ancora maturi per stabilire se Darwin abbia preso un granchio. Semmai un granchio l'ha preso non metaforicamente ma come uno degli esempi a sostegno della selezione sessuale; nel capitolo IX del suo "The descent of man, and selection in relation to sex" (Darwin, 1871) quando l'autore espone come Carcinus (il granchio comune) del sesso femminile si possa accoppiare in posizione del missionario solo dopo la muta, quando ancora soffice (stadio di moeca), ed in seguito ad un rituale di corteggiamento (In Figura è possibile osservare un granchio spiantano nello stadio immediatamente precedente alla muta. Notare la fessurazione laterale del carapace).

C'è da augurarsi che la scienza non accetti nulla come dogma e che possa aiutare a migliorare la qualità della vita umana e per quanto possibile tenga conto anche di tutto quello da cui la nostra vita dipende.

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Le mutazioni, le ricombinazioni e le alterazioni del genoma apportano quella variabilità necessaria agli organismi che devono adattarsi ad un ambiente che cambia mentre la selezione naturale tenderebbe a preservare l'informazione fenotipica degli organismi idonei o meglio adattati e dei loro discendenti.

Il fatto che certi adattamenti degli organismi sembrino ovvi porta talvolta alcuni autori a concludere in maniera semplicistica ed ingenua un lavoro scientifico con l'interpretazione di dati sperimentali anche comportamentali in chiave adattazionista.

Se si riconosce una sterile tautologia nella proposizione "la sopravvivenza del più adatto" questa potrebbe essere in parte superata nel momento in cui si arrivasse a capire come opera la selezione naturale ovvero quale acido nucleico o organismo lascia più discendenti e sopravvive in determinate condizioni ambientali (vedi Eigen, 1971; Eigen, 1988).

« after reading Darwin, Herbert Spencer introduced the term survival of the fittest, which became a popular summary of the theory. Although the phrase is still often used by non-biologists, modern biologists avoid it because it is tautological if fittest is read to mean functionally superior ... . In a letter to Charles Lyell in September 1860, Darwin regrets the use of the term 'Natural Selection', preferring the term 'Natural Preservation'. »
(en. Natural selection)

L'ipotesi che gli organismi siano stati creati è assolutamente la più parsimoniosa ma non consente di fare previsioni nè di controllare la natura (non si sa bene se questo sia un pregio o un difetto dell'ipotesi). Anche la teoria della contingenza (Gould, 1997) è parsimoniosa ma secondo me non poi così ricca di implicazioni.

La biologia si occupa di sistemi complessi ed integrati ed in gioco ci sono molti fattori. Da qualche parte bisogna pur cominciare e forse le opere di Darwin sono un buon inizio per una riflessione critica.

Perchè certi primati hanno le braccia così lunghe?

Caso, adattamento o tautologia?

Bibliografia

EIGEN M. (1971) Self-organization of matter and the evolution of biological macromolecules. Naturwissenschaften 58: 465-526.

EIGEN M. (1988) L'origine della vita. Edizioni Theoria s.r.l., Roma (Traduzione di Vera Bertolino e Francesco Coppellotti).

GOULD S.J. (1997) Gli alberi non crescono fino in cielo. Arnoldo Mondadori Editore S.p.A., Milano (Traduzione di Simona Petruzzi).

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