15 maggio 2011

Il dualismo tra quanta morfologici e cluster filetico - 1a parte

"Nolite dare sanctum canibus, neque mittatis margaritas vestras ante porcos, ne forte conculcent eas pedibus suis, et conversi dirumpant vos"
(Matteo, 7,6)

Dato che ho ricevuto critiche per aver dedicato alcuni post ad argomenti ritenuti non essere "paleontologia vera e propria", pur non capendo bene cosa essa sia, soddisferò i miei lettori così poco amanti delle polemiche parlando di qualcosa che, senza dubbio, è "paleontologia vera e propria". (Potrei discutere se abbia senso che la mia libertà di espressione debba conformarsi al gusto del lettore medio, ma sforerei nell'ultrazionalità)
La paleontologia non può esistere se non stabiliamo una corrispondenza tra enti biologici attuali ed i presunti enti biologici estinti rappresentati dai fossili. Tale corrispondenza, che ha come base il concetto evoluzionistico di continuità delle linee di discendenza, è quindi una rappresentazione del processo evolutivo, descritto dalla sistematica.

Seguendo un approccio evoluzionista pre-hennighiano, nel quale il morfotipo in toto è utilizzato per tracciare linee filetiche lungo sequenze stratigrafiche, non si poneva il problema di stabilire "cosa" fossero le caratteristiche morfologiche. Con l'avvento delle analisi quantitative nel quadro della sistematica filogenetica, la necessità di formalizzare le caratteristiche in serie discrete di istruzioni pone invece in primo piano il concetto di "carattere", che, da questo punto, corrisponde ad un "quantum morfologico". 
La prima domanda che ci poniamo è se sia possibile stabilire un qualche isomorfismo tra l'ente reale ed il quantum formalizzato. Nel paradigma neodarwiniano, la fonte della variabilità è nel genotipo, ovvero, la struttura del materiale genetico. Pertanto, come prima approssimazione, possiamo ipotizzare un isomorfismo tra genoma e sequenza di quanta morfologici. In paleontologia, tuttavia, questo approccio è sterile.
La nostra unica fonte di infornmazione paleontologica su larga scala è (parte de) il fenotipo. Pertanto, escludendo i casi in cui non è possibile applicare il "dogma genetico" (l'irreversibilità del processo DNA->proteine: genotipo->fenotipo), possiamo assumere l'isomorfismo tra fenotipo e quanta, ed utilizzarlo come approssimazione del processo "reale" genotipo->fenotipo. 
Stabilito l'isomorfismo, dovremo capire in base a quale criterio discriminiamo dalla miriade di fenomeni riconoscibili dal fenotipo i quanta. La domanda, a sua volta, porterà alla discriminazione tra quanta significativi e non significativi per la nostra indagine.

Il prossimo post di questa serie, quindi, si porrà la domanda: come dobbiamo definire i quanta in modo che l'analisi dei quanta sia isomorfica (secondaria) col processo di discendenza con modificazioni?

14 commenti:

  1. volevo sapere se, nell'ambito della paleontologia evoluzionistica,vengono tuttora considerate valide alcune "leggi" care alla sintesi neodarwiniana del secolo scorso, in particolare la prima legge di Deperet sulla specializzazione progressiva, che vede l'evoluzione di un taxon dirigersi, con il passare del tempo, verso forme sempre più specializzate per limitate condizioni ambientali(per esempio le "ammoniti eteromorfe" del Cretaceo o gli stessi Dinosauri);
    Giacomo (continua...)

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  2. Giacomo, temo che tu stia confondendo le fasi della storia dell'evoluzionismo.
    Deperet (e le sue teorie) fa parte del filone ortogenetico e neolamarkiano, in auge a cavallo del XIX e XX secolo. La sintesi neodarwiniana è successiva (metà del XX secolo) e comunque rifiuta tutte le concezioni ortogenetiche implicite nelle ipotesi di Deperet. Analogamente, la paleontologia attuale, di stampo prettamente neodarwiniano, rigetta quei modelli.

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  3. vorrei inoltre sapere se la cosiddetta "teoria del mostro fortunato" di Goldschmidt (che vede la macroevoluzione come il fattore primario della speciazione, ovvero che si verifichino cambiamenti improvvisi a livello fenotipico,detti "mutamenti sistemici", seguiti da "aggiustamenti" del genotipo) sia stata rigettata oppure inserita nelle teorie evoluzionistiche contemporanee, specialmente nella teoria degli "equilibri punteggiati", con la quale mi sembra presentare qualche punto in comune (specialmente riguardo ai cambiamenti repentini che sarebbero alla base della nascita di nuove specie)
    Giacomo

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  4. No, il "mostro fortunato" non ha avuto fortuna nel neodarwinismo, né negli equilibri punteggiati.
    Anche se apparentemente la speciazione punteggiata ed un "mostro fortunato" possono apparire simili, cè una scala temporale molto differente. La speciazione puntazionista avviene comunque in scale di tempi lunghi rispetto alle singole generazioni (10-50 mila anni), mentre il mostro fortunato apparirebbe in una singola generazione! Quest'ultima è del tutto impossibile sia nel neodarwinismo che negli equilibri punteggiati.

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  5. ho capito... purtroppo non sono io che confondo le fasi della storia dell'evoluzionismo, ma un testo universitario che sto studiando e che presenta come valide tuttora le leggi di Deperet, di Goldschmidt e addirittura di Cope!in tema di pessima divulgazione, eccone un esempio, e purtroppo si tratta di un esempio su cui sta studiando una nuova generazione di naturalisti, anche perchè, a quanto ne so, è il testo di paleontologia generale (ovvero l'Allasinaz) più diffuso nel nostro Paese! se conosci qualche titolo migliore e magari aggiornato almeno agli ultimi 20 anni sull'argomento, per favore fammelo sapere!
    Giacomo

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  6. Dato che il testo universitario a cui sto collaborando non è ancora disponibile (guarda caso, il capitolo sulle teorie evolutive è mio), ti consiglio il Raffi & Serpagli, Introduzione alla Paleontologia. Il mio testo all'università.

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  7. grazie mille!
    Giacomo

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  8. In attesa delle puntate seguenti, volevo farti questa domanda, o spunto di pensiero.
    Secondo te cosa potrebbe fare un appassionato di utile per la paleontologia? o, se vuoi, cosa non dovrebbe fare.

    Diego Fondacaro

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  9. Cosa può fare: coltivare la passione e trasmetterla agli altri; fare domande ai paleontologi (non è una battuta: è utile per capire se stiamo facendo una buona divulgazione... a volte diamo per scontato che capiate tutto e dimentichiamo che non sono tutti esperti).
    Cosa non deve fare: giocare a fare il paleontologo... lasciate fare la paleontologia ai paleontologi. ;-)

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  10. E aggiungerei camminare con un occhio rivolto alla terra; non si sa mai cosa si può trovare in una cava o, come nel mio caso, nel muro di una casa.

    Poi però bisogna avvisare subito uno specialista, o meglio inviargli una foto digitale per mail.
    (in Italia i fossili appartengono sempre e comunque alla comunità -sono anche loro un "bene comune" tutto sommato- e alla scienza, altrove purtroppo non è così).

    Erodoto

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  11. Erodoto, cosa hai trovato nel muro di una casa?

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  12. A 5 anni un'ammonite liassica (il mio primo fossile!)

    Ma la scoperta per eccellenza, ne avevo già accennato su theropoda anni fa, lo fatta sui 25 anni, mentre correvo in una frazione di montagna di un paesino lariano e mi sono fermato a tirare il fiato in un cortile appartato.
    In un blocco di roccia in bella vista accanto al portone c'era mezzo rostro di ittiosauro, con un bel frammento di mascella e mandibola, un po' rovinati ed in sezione, ed una trentina di denti.

    Era lì da fine '800, come decorazione messa da un avo che lavorava alla limitrofa cava.

    Gli ittiosauri erano già noti, sopratutto come coproliti e denti isolati, nel sasso di Moltrasio (il notissimo giacimento di Osteno è in una formazione racchiusa tra due strati di sasso di Moltrasio), ma quello è ad oggi il reperto più completo e diagnostico, almeno Tintori dixit.

    Erodoto

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  13. Il termine omologia identifica due strutture di taxa diversi come derivanti da un antenato comune.
    Lo stesso stato di carattere dell'antenato comune e di tutti i suoi discendenti è un'omologia.
    Il termine sinapomorfia ha lo stesso significato. I due termini sinonimi?

    I caratteri omologi devono essere identici oppure possono essere evoluzioni di caratteri più antichi?

    Grazie in anticipo per l'aiuto

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  14. I due termini sono parzialmente intercambiabili, sebbene abbiano un'origine e ambiti di applicazione distinti.
    Una sinapomorfia è un carattere condiviso in base ad un'analisi filogenetica. Esso è assunto a priori omologo per permettere una comparazione.
    In genere, ora si assume che un'omologia lo è solo se risulta una sinapomorfia di un clade.
    I caratteri omologhi non occorre che siano omologhi. Le ossa del tuo cranio sono omologhe a quelle del cranio di Tyrannosaurus (entrambi avete due premascellari, mascellari, dentali, nasali, ecc...) ... ma non sono identiche nella forma, o dimensione... Ad esempio, il martello e l'incudine del tuo orecchio medio sono omolghi al quadrato e l'articolare dell'articolazione della mandibola in Tyrannosaurus. Stessa origine evolutiva ma destini e forme molto diverse.

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