Commento Paleontologico a Damasco e Giuliani (2017) “A resonance based model of biological evolution”

Non dovremmo arroccarci dentro le nostre torri d'avorio, né guardare con sospetto e preoccupazione le iniziative interdisciplinari. Niente è più salutare per la scienza che la connessione libera, arbitraria e anarchica tra diverse discipline. La storia pullula di lodevoli episodi in cui metodi e approcci nati in un contesto sono stati esportati in nuove branche del sapere, producendo felici ibridazioni a loro volta produttrici di nuove scoperte e innovazione. Il caso più onorato nel mio ambito è quello di John McIntosh, di formazione un fisico, ma anche uno dei massimi esperti di sauropodi del XX secolo. Io stesso, nella mia tesi di dottorato, ho utilizzato metodologie sviluppate in epidemiologia molecolare per analizzare il record fossile. Quindi, nessuno provi ad accusarmi di essere settario, elitario o xenofobo verso i non-paleontologi che portano (o provano a portare) contributi alla mia disciplina.

Ma per proporre e sviluppare un contributo serio in una disciplina diversa dalla propria, occorre avere l'esperienza e la conoscenza all'altezza della proposta. Il caso che commento oggi, purtroppo, non rispetta questa sacrosanta regola. Damasco e Giuliani (2017) propongono un modello matematico per l'evoluzione biologica. Nello studio, ed è questa la parte che mi interessa maggiormente, essi interpretano alcune tematiche paleontologiche macroevolutive alla luce del loro modello. La mia revisione si focalizza su queste interpretazioni, o meglio, su come gli autori affrontano ed interpretano i dati paleontologici.

L'articolo è terribilmente asimmetrico: ad una parte matematica, nella quale gli autori probabilmente sono più avvezzi, segue una non altrettanto rigorosa e del tutto insostenibile parte di interpretazione paleontologica.

Sia chiaro, gli autori non sono paleontologi. Ma allora, perché impantanarsi in un terreno che non è il loro? Alla fine della lettura di Damasco e Giuliani (2017) provo quel genere di sensazione biliare che caratterizza le cattive digestioni. Pur senza averne i titoli e l'esperienza, gli autori di questo breve articolo pubblicato in una rivista di fisica, ma avente come obiettivo l'evoluzione biologica, si prendono il lusso di fare speculazioni su temi paleontologici (inclusi, ovviamente, i sempre abusati dinosauri!), e falliscono miseramente. Essi ricadono nello stesso errore che commise Lord Kelvin un secolo e mezzo fa, quando obiettò all'ipotesi darwiniana della grande antichità della Terra (ipotesi necessaria per permettere l'evoluzione biologica nel modo che oggi riteniamo valido) sostenendo che la fisica termodinamica imponeva una età planetaria più corta, nonostante che la biologia portasse – a ragione, sappiamo ora – ad un ben più grande lasso temporale.

Io non ho sicuramente le basi matematiche per argomentare al modello matematico proposto in quello studio, pertanto non è quello l'obiettivo di questa revisione. Nondimeno, ho sufficientemente bagaglio biologico ed evoluzionistico per constatare la generale grossolanità nella visione dell'evoluzione biologica presente in quel lavoro. E sicuramente ho una conoscenza della paleontologia molto più profonda di quella degli autori dell'articolo: pertanto, credo di avere i titoli per analizzare la parte paleontologica di quello studio.

Prima nota: possibile che l'ampia, intricata, a tratti travagliata, discussione in seno all'evoluzionismo moderno si riduca in quell'articolo ad una manciata scarna di citazioni? Non è un dettaglio marginale, in un articolo che ha nel proprio titolo “biological evolution”. Eppure, se si legge la bibliografia, gli autori citano sì e no cinque-sei lavori che trattano dei modelli dell'evoluzione biologica. Interessante che uno degli articoli citati è Gould & Eldredge (1977), una delle trattazioni sull'ipotesi degli equilibri punteggiati. Eppure, lo stesso Gould (2002: “La Struttura della Teoria dell'Evoluzione”) nella sua monumentale opera conclusiva rimarca in più occasioni che la loro ipotesi evoluzionistica non si risolve certamente nelle trattazioni degli anni '70, e che il puntazionismo gouldiano-eldregiano fu molto rielaborato negli anni '80 e '90. Citare solamente un lavoro del 1977 è insufficiente per chi voglia parlare di equilibri punteggiati, figuriamoci se vuole parlare dell'intera evoluzione biologica! Possibile che un articolo che si propone di sviluppare un modello alternativo sull'evoluzione biologica sia così avaro, striminzito e scarno nel riferirsi all'enorme dibattito al quale vorrebbe contribuire (se non addirittura portare una volta)? Che ciò implichi la generale grossolanità ed ignoranza degli autori verso ciò che vorrebbero argomentare? Temo di sì. Sebbene una critica della visione dell'evoluzione biologica presente in Damasco e Giuliani (2017) meriterebbe a sua volta una trattazione dettagliata (ad esempio, nella sospetta leggerezza con cui gli autori saltano nel loro modello dal piano di organizzazione degli organismi a quello delle specie, oppure nell'abuso di virgolettati ogni qual volta gli autori menzionano la terminologia evoluzionistica, atteggiamento che rende la loro argomentazione alquanto ambigua), io qui mi focalizzo sulle implicazioni paleontologiche sostenute nell'articolo: non è ammissibile che un articolo pubblicato su una rivista scientifica internazionale soggetta a revisione paritaria e che si propone come interlocutore in argomentazioni macro-evoluzionistiche applicabili in paleontologia usi come argomenti a suo favore delle trattazioni così sempliciotte e imprecise di complesse tematiche paleontologiche. Come paleontologo, sono piuttosto deluso da questo abuso delle complesse problematiche su cui la mia disciplina lavora da due secoli.

Difatti, già questo basterebbe per liquidare lo studio come un puro gioco matematico, infarcito di terminologie che simulano la biologia e applicato – per gioco – ad una versione fumettistica della paleontologia. Se pensate che ora io stia esagerando, vado direttamente al nocciolo del problema, riportando fedelmente le parti che trattano di paleontologia.

Dopo aver proposto le ipotesi ed i corollari del loro modello, gli autori entrano direttamente in temi paleontologici (nel senso letterale: discorsi sulla vita del passato):

Interessante la frase finale: è loro opinione che questo risulterà un utile esercizio per controllare la plausibilità del loro modello. Ma per stabilire tale plausibilità nel “reinterpretare” la storia della vita sulla Terra, occorre che il controllo sia svolto da un paleontologo, altrimenti è una partita fatta senza arbitro.

Gli autori citano tre “episodi” (ma sarebbe più saggio chiamarle “fasi”: un episodio è un evento più puntiforme rispetto a quelli citati) della storia della Terra:

La “stasi pre-Cambriana” [sic], la “Esplosione del Cambriano” ed il Mesozoico [sì... il Mesozoico “in toto”, sebbene poi gli autori si focalizzino sulla sua conclusione].

Secondo gli autori, tra 2 miliardi e 500 milioni di anni fa (riferito come “Cambriano inferiore”, sebbene il Cambriano inferiore sia datato a 540-530 milioni di anni fa), la storia della vita è caratterizzata da una “lunga stasi evolutiva”, sebbene questa non sia né quantificata né viene riportata alcuna fonte in merito. Aldilà del modo per quantificare la “stasi pre-cambriana”, credo che gli autori abbiano frainteso il concetto di stasi. Il record paleontologico pre-cambriano è caratterizzato da scarsità di parti dure, le quali sono le principali fonti di record fossile. Pertanto, la vita precambriana è in larghissima parte una storia di parti molli, e quindi presenta una ampia lacunosità, dato che le parti molli fossilizzano solo in condizioni particolari, spesso rare. Ciò significa che la vita precambriana fu caratterizzata da una “lunga stasi”? Non necessariamente: significa solamente che ebbe una ridotta partecipazione di organismi con parti dure. Quale fu l'entità dell'evoluzione degli organismi a parti molli? Per stabilirlo occorre quantificare la complessità anatomica di 2 miliardi di anni fa con quella dell'inizio del Cambriano: se l'entità di modifiche intercorse è relativamente basso rispetto a quello avvenuto nel Fanerozoico (dal Cambriano a oggi), sarebbe ragionevole argomentare su una “stasi”. Analizziamo il record fossile precambriano, anche solo a grandi linee. Il record fossile risalente a 2 miliardi di anni fa presenta solamente organismi con un livello di organizzazione procariotica (come i batteri), e si conclude con i precursori dei principali piani corporei dei metazoi: un simile salto di complessità non sarà mai eguagliato, e sebbene si diluisca in un miliardo e mezzo di anni, è tutto fuor che “statico”. Cellule di tipo eucariotico, dotate di organelli e nucleo, aventi dimensioni un ordine di grandezza superiore ai procarioti e dotati di una complessità altrettando maggiore, si rinvengono attorno a 1 miliardo e mezzo di anni fa: questo implica che durante il primo mezzo miliardo di anni menzionato dagli autori vengono acquisiti tutti quei tratti genetici e cellulari che distinguono gli eucarioti dai procarioti. Usando la quantità genetica come misura grossolana dell'aumento di complessità, si va da qualche milioni di basi a qualche miliardo: 3 ordini di grandezza. Un simile aumento di complessità genetica non si ripeterà nel Fanerozoico, ed ha comportato l'evoluzione di una ampia serie di funzioni biochimiche e cellulari assenti prima. Inoltre, tra 1 miliardo e mezzo e 800 milioni di anni fa avviene l'acquisizione della condizione pluricellulare, in almeno una quarantina di linee filetiche distinte. Ovvero, almeno 40 volte si è passati da specie unicellulari a specie pluricellulari. Siccome intorno a 700 milioni di anni fa abbiamo i primi fossili riconducibili ad animali (metazoi), durante lo stesso intervallo di tempo devono essersi originati i principali gruppi pluricellulari, come funghi e i vari gruppi di alghe. Ognuna di queste linee evolutive sviluppò specializzazioni cellulari prima di 700 milioni di anni fa. Infine, la presenza di tracce di fondo sempre più complesse a partire da 700 milioni di anni fa indica una progressiva diversificazione ecologica nella parte superiore del Precambriano. Sebbene il record fossile, privo di parti dure, è più scarso che nel Fanerozoico, tutto indica che la storia della vita precambriana non fu affatto statica. Sostenerlo è, oltre che grossolano, del tutto falso.

Gli autori menzionano la (abusata) formula della “esplosione cambriana” ma non è chiaro come il loro modello sia utile per comprendere l'origine e diversificazione dei metazoi dotati di parti dure avvenuto durante la metà del Cambriano. Gli autori citano due fattori: “la relativa rapida successione di eventi climatici e geologici” e “la situazione in cui le specie prima dell'esplosione erano simili tra loro” e questo, nel loro modello, indurrebbe una rapida diversificazione. Il primo fattore è del tutto estraneo al loro modello: è una mera constatazione di quanto sappiamo dal record fossile. Citare “la successione di eventi climatici e geologici” è rifarsi alla Geologia Storica, è un riconoscere che il modello proposto è talmente semplice da non spiegare alcunché. Se il modello proposto deve ricorrere alla Geologia Storica, allora restiamo pienamente in Geologia e non abbiamo bisogno di modelli matematici. Il secondo fattore è contraddetto da quanto sappiamo dal record fossile: come ho scritto prima, il record fossile ci mostra che la diversità delle tracce negli ultimi 150 milioni di anni del Precambriano è progressivamente aumentata: pertanto, non è vero, come sostengono gli autori, che prima della “esplosione” le forme viventi fossero relativamente simili: se quello fosse stato il fattore chiave, allora l'esplosione avrebbe dovuto avvenire ancora prima di 700 milioni di anni fa, invece che 530 milioni, ovvero quando le forme erano ancora più simili tra loro di quando avvenne l'esplosione!

Questo è un falso problema, nel quale anche Gould cadde quando parlò dell'esplosione cambriana nel suo noto libro “Wonderful Life”. Una scorretta interpretazione della sistematica ha portato in passato (e porta ancora molti, purtroppo) a considerare la radiazione metazoa del Cambriano (l'esplosione) come un evento unico nel suo genere. In realtà, è la nostra tradizione tassonomica linneana, che gerarchizza i cladi in categorie di diverso “grado”, ad aver eletto la radiazione cambriana come “speciale”. Dato che i “phyla” non sono entità speciali, ma cladi come qualunque altro, domandarsi come mai i “phyla” compaiano solo nel Cambriano equivale a domandarsi come mai i cladi più inclusivi compaiano prima di quelli meno inclusivi: per mera definizione di “inclusivo”. Quindi, l'esplosione cambriana è “unica” solo per un artefatto delle nostre tassonomie. Semmai, il quesito significativo è quale fattore portò alla rapida evoluzione di parti dure durante il Cambriano Medio: ma questo è un tipo di domanda contingente, ovvero squisitamente naturalistica, che non può in alcun modo essere risolto da un modello matematico generale.

Ok, fino a questo punto ho cercato di argomentare agli errori paleontologici ed alle grossolanità presenti in Damasco e Giuliani (2017) in modo pacato. Tuttavia, leggere nel 2017, in un articolo su rivista scientifica internazionale soggetta a revisione paritaria, che il Mesozoico fu “dominato dai rettili”, che i mammiferi erano “simili agli odierni topi” e che comparvero i primi “piccoli uccelli”, è non solo ridicolmente grossolano, ma anche fastidioso per chi studia la paleontologia dei vertebrati mesozoici da 15 anni. La grossolanità raggiunge l'apice con il più classico degli stereotipi sul Mesozoico, l'idea, del tutto priva di basi, che esso fosse caratterizzato da “un clima molto stabile”. La stessa idea di ridurre l'intero Mesozoico ad un singolo gradiente climatico è ridicola a chiunque abbia un minimo di dimestichezza col tempo geologico. In ogni caso, abbiamo evidenze di condizioni climatiche estreme durante il Mesozoico, e sarebbe molto ingenuo ridurre la relativa scarsità di condizioni polari/glaciali del Mesozoico ad una stabilità ed uniformità geografica e temporale globale.

L'argomentazione portata dagli autori per sostenere una validità del loro modello per l'estinzione del Cretacico finale è, scusate la brutalità, patetica: essi sostengono che i dinosauri erano “long-lived animals” e che quindi, in base al loro modello, ciò li renda differenti dai primi uccelli e i primi topi [sic]. Questa ipotesi di partenza è falsa su qualsiasi piano paleontologico: gli uccelli SONO dinosauri, e non ci sono motivi per considerare Triceratops prorsus (specie di dinosauro della fine del Mesozoico) una forma “long-lived” rispetto a Vegavis iaii (specie di uccello, nonché dinosauro, della fine del Mesozoico). Entrambi appartengono a cladi che si diversificano nella seconda metà del Cretacico Superiore, e non ci sono motivi per cui il modello matematico proposto dagli autori sia in grado di distinguere l'esito delle due storie evolutive. Inoltre, alla fine del Mesozoico si estinsero anche molti tipi di uccelli e di mammiferi. Forse gli autori pensavano che tutti gli uccelli e tutti i mammiferi del Maastrichtiano si rinvengono vivi ed intonsi nel Daniano? Limitandomi agli uccelli, alla fine del Cretacico scomparvero gli enantiornithi, gli hesperornithidi, e vari tipi di ornithuri molto prossimi ai neornithi, unici a passare il limite K-Pg. Alla luce del modello sostenuto dagli autori, cosa distingue questi uccelli da quelli che sopravvissero? Lo stesso discorso vale per i mammiferi estinti rispetto a quelli che sopravvissero, o per Nautilus rispetto agli ammonoidi. O per quelle 3-4 forme di foraminifero che sopravvissero mentre tutte le altre furono cancellate. O per i mosasauri, nel pieno della loro radiazione adattative, rispetto ai noiosi champsosauri che passarono il limite senza estinguersi. Pertanto, non c'è alcun tipo di prova empirica e paleontologica che i dinosauri fossero per qualche ragione “diversi” dai mammiferi o dagli uccelli in relazione alle caratteristiche del modello matematico proposto. Il modello funziona solo se si crede alla favola del Mesozoico dal clima stabile e si crede che un uccello (neornithe) sia qualcosa di diverso da un dinosauro (e dagli uccelli che si estinsero!). Alla luce della totale grossolanità del modello e del modo con cui non spiega nulla, concludo che gli autori hanno forzato pretestuosamente le loro grossolane (ed errate) concezioni sui dinosauri e sul Mesozoico per adattarle alle (altrettanto grossolane) caratteristiche del loro modello matematico.

Questa non è scienza, ma puro gioco matematico applicato a favole e mistificazioni infondate.

Credo sia una malattia tipica di alcuni rami delle scienze fisiche, o di certi ricercatori tendenti alla fisica, la presunzione di essere in grado di fornire spiegazioni anche ai fenomeni studiati da altre discipline. Immaginate se io, paleontologo evoluzionista, pubblicassi un articolo nel quale suggerisco un modello paleontologico del decadimento radioattivo. Immaginate le risa e le burla rivolte ad un articolo ridicolo in partenza. Eppure, io potrei obiettare in quella situazione, che all'Università ho sostenuto (con tanto di lode!) l'esame di fisica, e che quindi non sono del tutto ignorante in materia. Se io “so” cosa sia il decadimento radioattivo, perché non dovrebbe essere accettata la mia proposta? Dopo tutto, non è quello che ci stanno dicendo gli autori di questo articolo con le loro pretestuose spiegazioni paleontologiche?

Forse, semplicemente, la risposta è che non basta la conoscenza base per fare di me un fisico nucleare. Difatti, io mai mi azzarderei a scrivere un articolo nel quale mi propongo di rivoluzionare la fisica usando un qualche modello generale dedotto dalla paleontologia. Ed allora perché invece un articolo acquisisce il diritto di essere pubblicato nonostante che sia pieno di errori, grossolanità e obsolete rappresentazioni di una disciplina diversa da quella degli autori?

Si torna al solito problema: la paleontologia vista come scienza di serie B, o meglio, una disciplina che non richiede decenni di studio ed esperienza, una disciplina che chiunque con una base in altre scienze può pretendere di rifondare. Credere che basti aver letto da qualche parte che ci fu una “esplosione cambriana” per poter sviluppare un modello che la descrive, non è forse arroganza? Pensare che l'enorme complessità del fenomeno chiamato “estinzione di massa globale del Maastrichtiano terminale” sia riducibile ad un modellino in cui i lenti e vecchi dinosauri scompaiono in virtù di qualche artificio matematico non è forse presunzione e supponenza? Così come io rispetto il lavoro duro e profondo di chi fa ricerca in fisica, e non oserei mai scimmiottare la loro disciplina pubblicando delle banalità fisiche su un articolo paleontologico, così sarebbe saggio, onesto e sopratutto rispettoso del lavoro dei paleontologi, se i fisici, chimici o altri si avvicinassero alle discipline altrui con il rispetto e la serietà di chi ha ancora molto da imparare.

Purtroppo, non tutti si chiamano John McIntosh.