Devoluzione (biologia)

La teoria dell’evoluzione di Lamarck implicava una forza complessificante che spinge progressivamente i piani corporei degli animali verso livelli superiori, creando una scala di phyla, così come una forza adattativa che induce gli animali con un dato piano corporeo ad adattarsi alle circostanze. L’idea di progresso in tali teorie permette l’idea opposta di decadenza, vista nella devoluzione.

L’idea di devoluzione si basa sul presupposto dell’ortogenesi, l’idea che l’evoluzione abbia una direzione intenzionale verso una complessità crescente. La moderna teoria evolutiva, a partire almeno da Darwin, non pone tale presupposto. e il concetto di cambiamento evolutivo è indipendente da qualsiasi aumento di complessità degli organismi che condividono un pool genico, o qualsiasi diminuzione, come nella vestigialità o nella perdita di geni. Le opinioni precedenti secondo cui le specie sono soggette a “decadimento culturale”, “spinte alla perfezione”, o “devoluzione” sono praticamente prive di significato in termini di attuale teoria (neo-)darwiniana. Le prime teorie scientifiche sulla trasmutazione delle specie, come il lamarckismo, percepivano la diversità delle specie come risultato di una spinta interna intenzionale o di una tendenza a formare adattamenti migliori all’ambiente. Al contrario, l’evoluzione darwiniana e la sua elaborazione alla luce dei successivi progressi nella ricerca biologica, hanno dimostrato che l’adattamento attraverso la selezione naturale avviene quando particolari attributi ereditabili in una popolazione danno una migliore possibilità di successo nella riproduzione nell’ambiente regnante rispetto agli attributi rivali. Per lo stesso processo, gli attributi meno vantaggiosi hanno meno “successo”; diminuiscono di frequenza o si perdono completamente. Dai tempi di Darwin è stato dimostrato come questi cambiamenti nelle frequenze degli attributi avvengano secondo i meccanismi della genetica e le leggi dell’ereditarietà originariamente studiate da Gregor Mendel. Combinati con le intuizioni originali di Darwin, i progressi genetici hanno portato a quella che è stata variamente chiamata la moderna sintesi evolutiva o il neodarwinismo del 20° secolo. In questi termini l’adattamento evolutivo può avvenire in modo più evidente attraverso la selezione naturale di particolari alleli. Tali alleli possono essere stabiliti da tempo o possono essere nuove mutazioni. La selezione potrebbe anche derivare da cambiamenti epigenetici o cromosomici più complessi, ma il requisito fondamentale è che ogni effetto adattivo deve essere ereditabile.

Il concetto di devoluzione, d’altra parte, richiede che ci sia una gerarchia preferita di struttura e funzione, e che l’evoluzione debba significare “progresso” verso organismi “più avanzati”. Per esempio, si potrebbe dire che “i piedi sono meglio degli zoccoli” o “i polmoni sono meglio delle branchie”, quindi il loro sviluppo è “evolutivo”, mentre il passaggio a una struttura inferiore o “meno avanzata” sarebbe chiamato “devoluzione”. In realtà un biologo evoluzionista definisce come evoluzione tutti i cambiamenti ereditabili alle frequenze relative dei geni o agli stati epigenetici nel pool genico. Tutti i cambiamenti del pool genico che portano ad un aumento della fitness in termini di aspetti appropriati della riproduzione sono visti come adattamento (neo-)darwiniano perché, per gli organismi che possiedono le strutture modificate, ognuno è un adattamento utile alle loro circostanze. Per esempio, gli zoccoli hanno dei vantaggi per correre velocemente in pianura, cosa di cui beneficiano i cavalli, e i piedi offrono vantaggi nell’arrampicarsi sugli alberi, cosa che facevano alcuni antenati degli umani.

Il concetto di devoluzione come regresso dal progresso si riferisce alle antiche idee che la vita sia nata attraverso una creazione speciale o che gli umani siano il prodotto finale o l’obiettivo dell’evoluzione. Quest’ultima credenza è legata all’antropocentrismo, l’idea che l’esistenza umana sia il punto di tutta l’esistenza universale. Tale pensiero può portare all’idea che le specie si evolvono perché “ne hanno bisogno” per adattarsi ai cambiamenti ambientali. I biologi si riferiscono a questa concezione errata come teleologia, l’idea di finalità intrinseca secondo cui le cose sono “supposte” essere e comportarsi in un certo modo, e tendono naturalmente ad agire in quel modo per perseguire il proprio bene. Da un punto di vista biologico, invece, se le specie si evolvono non è una reazione alla necessità, ma piuttosto che la popolazione contiene variazioni con tratti che ne favoriscono la selezione naturale. Questo punto di vista è supportato dal record fossile che dimostra che circa il novantanove per cento di tutte le specie mai vissute sono ora estinte.

Le persone che pensano in termini di devoluzione comunemente assumono che il progresso sia mostrato da una crescente complessità, ma i biologi che studiano l’evoluzione della complessità trovano prove di molti esempi di complessità decrescente nel record dell’evoluzione. La mascella inferiore di pesci, rettili e mammiferi ha visto una diminuzione della complessità, se misurata dal numero di ossa. Gli antenati dei cavalli moderni avevano diverse dita su ogni piede; i cavalli moderni hanno un solo dito uncinato. L’uomo moderno potrebbe evolversi verso il non avere mai i denti del giudizio, e ha già perso la maggior parte della coda che si trova in molti altri mammiferi – per non parlare di altre strutture vestigiali, come l’appendice vermiforme o la membrana nittitante. In alcuni casi, il livello di organizzazione degli esseri viventi può anche “spostarsi” verso il basso (es, la perdita della multicellularità in alcuni gruppi di protisti e funghi).

Una versione più razionale del concetto di devoluzione, una versione che non coinvolge i concetti di organismi “primitivi” o “avanzati”, si basa sull’osservazione che se certi cambiamenti genetici in una particolare combinazione (a volte anche in una particolare sequenza) sono esattamente invertiti, si dovrebbe ottenere una precisa inversione del processo evolutivo, producendo un atavismo o “ritorno”, più o meno complesso degli antenati da cui il processo è iniziato. Ad un livello banale, dove sono coinvolte solo una o poche mutazioni, la pressione di selezione in una direzione può avere un effetto, che può essere invertito da nuovi modelli di selezione quando le condizioni cambiano. Questo potrebbe essere visto come evoluzione inversa, anche se il concetto non è di grande interesse perché non differisce in alcun modo funzionale o effettivo da qualsiasi altro adattamento alle pressioni di selezione. Tuttavia, con l’aumentare del numero di cambiamenti genetici, un effetto combinatorio è che diventa molto improbabile che l’intero corso dell’adattamento possa essere invertito con precisione. Inoltre, se uno degli adattamenti originali comporta la perdita completa di un gene, si può trascurare qualsiasi probabilità di inversione. Di conseguenza, ci si potrebbe aspettare l’inversione dei cambiamenti di colore della falena pezzata, ma non l’inversione della perdita degli arti nei serpenti.