07 marzo 2019

La filogenesi dei Robot Giapponesi Classici (1970-1980) basata sulla morfologia cefalica

La documentazione fossile dei grandi robot giapponesi è lacunosa ed imparziale. A parte una forma molto basale risalente alla parte più bassa del Periodo Shōwa (Gakutensoku), risalente a 47 milioni di minuti fa, avente una morfologia molto primitiva e del tutto priva di caratteri tipici del clade Mechanida, il record fossile dei robot è noto unicamente nella parte superiore del Periodo Shōwa e persiste poi nell'attuale Periodo Heisei. 
Intorno a circa 24 milioni e mezzo minuti fa, il registro fossilifero giapponese documenta un aumento esponenziale di resti di robot, di varie dimensioni e morfologie. A questa improvvisa esuberanza robotica è stato dato il nome di Esplosione Mechambriana, e segna il passaggio dal Premechanico al Fanerobotico.
La grande abbondanza e variabilità dei robot durante la prima parte del Fanerobotico ha generato accesi dibattiti tra i paleorobotici ed i robogenetisti. In particolare, mentre le forme di robot più recenti sono classificabili in un numero basso e definito di cladi, la sistematica e la tassonomia dei taxa dell'Età dell'Oro (tra 24 e 20 milioni di minuti fa) è particolarmente ostica e problematica, data la complessa combinazione di elementi ognuno dei quali, tradizionalmente, presente in uno solo dei cladi recenti.

Fig, 1. Diagramma schematico dei cephala dei 20 Mechanida inclusi nell'analisi. Il numero associato al nome corrisponde all'anno di prima comparsa nel registro fossilifero. (Qualcuno può aiutarmi a recuperare la fonte di questa bellissima immagine?)

In questo studio, tentiamo di risolvere la complessa sistematica dei Mechanida del Fanerobotico Inferiore usando i metodi dell'analisi filogenetica basata sulla massima parsimonia. L'analisi ha determinato la distribuzione di 18 caratteri morfologici binari che descrivono caratteristiche del cephalon dei principali Mechanida basali (Fig. 1). Il "proto-mecha" Gakutensoku, sebbene non sia un vero Mechanida, è stato incluso in quanto probabile esempio della condizione ancestrale del clade, e usato come gruppo esterno per l'analisi.

Analizzando la matrice per mezzo della parsimonia come strategia di inferenza, risulta il seguente diagramma filogenetico (Fig. 2), nel quale Steeljeegus (noto col nome vernacolare di "Jeeg Robot"), è il Mechanida più basale, sister group di Eumechanida, clade che a sua volta è formato da due cladi, Gundamidae e Mazingomorpha. All'interno di Mazingomorpha, Mazingidae (il clade tradizionalmente formato da Mazinga, Zetamazinga e Macromazinga) è parafiletico rispetto ai godsigmadini, che risultano la forma più derivata di mazingomorfi. L'analisi non supporta la monofilia di Asterobotus, le cui quattro specie sono collocate in tre cladi distinti ("Asterobotus" yanoshi come sister group di Gundamius, "Asterobotius" yntai come sister group di Gaikingus, e gli altri due Asterobotus a formare il clade più basale di Mazingomorpha).

Fig. 2. Analisi basata su algoritmi di parsimonia. La tassonomia segue il Codice Internazionale di Nomenclatura Mechanica.

Quanto è plausibile questo scenario filogenetico?
La domanda si può scomporre in due questioni in parte indipendenti:

1- L'albero ottenuto quanto si discosta da una distribuzione di alberi creati dalla stessa matrice ma assemblando i rami a caso? 
Ovvero, ci domandiamo quanto sia la robustezza dell'albero in relazione alla variabilità interna del campione di dati, e se tale robustezza si discosta da una mera casualità in base a test di tipo statistico. Risolvere questa domanda non ci da alcuna informazione sulla "realtà" dell'albero, ma solamente sulla significatività del risultato ottenuto rispetto all'insieme di tutti i possibili risultati che potremmo ottenere con il medesimo insieme di dati.

La risposta a questa domanda è immediata, utilizzando i test statistici inclusi nei più comuni programmi filogenetici: l'albero ottenuto è estremamente debole, e si discosta solo marginalmente da un campionamento del tutto casuale ottenuto dai medesimi dati. 
Questo è un elemento che occorre sempre ricordare quando avete una pubblicazione che include un albero filogenetico: quale è la robustezza statistica del risultato rispetto alle alternative che possiamo ottenere col medesimo insieme di dati? Questo è il motivo per cui chi vi propone scenari filogenetici bizzarri, sostenendo che essi siano più "plausibili" degli altri, ma senza però darvi modo di replicare tale risultato con test statistici, deve essere preso con molto scetticismo (ogni riferimento a blogger ossessionati con l'evoluzione dei rettili e degli pterosauri è ovviamente voluto).

2- Quale è la spiegazione evoluzionistica di questo scenario?
Ovvero, ci chiediamo quali fenomeni reali hanno generato la diversità dei robot negli anni '70. In questo caso, non esiste alcuna spiegazione evoluzionistica plausibile (e, difatti, il test di robustezza discusso nel punto sopra ci aveva già messo in guardia sulla inconsistenza del risultato). Ovviamente, i robot non evolvono darwinianamente, dato che sono prodotti culturali che vengono generati secondo leggi e meccanismi non-darwiniani, alcuni dei quali vagamente simili a processi evolutivi biologici, ma pur sempre processi che non sono vincolati alle leggi del processo evolutivo che plasmano gli organismi (e che possono essere analizzati, in parte, con le analisi filogenetiche). Elementi chiave per spiegare questa storia robotica, come la creatività ed il plagio, ad esempio, non rispondono alle leggi darwiniane, anche se possono vagamente ricordare le mutazioni e il trasferimento orizzontale di materiale genetico che sono invece fattori chiave dell'evoluzione biologica.
In breve, non esiste alcuna spiegazione storica ed evolutiva sensata in grado di giustificare quell'albero descritto nella Figura 2.

Questo post voleva quindi essere un simpatico gioco mentale, per stimolare la vostra curiosità su come si svolge una analisi filogenetica. La storia dei mitici robot della nostra infanzia (per chi, come me, è nato negli anni '70) è un fenomeno squisitamente culturale, e come tale deve essere analizzato.
L'idea che si possa ricostruire una "filogenesi dei robot" nel senso con cui noi determiniamo le filogenesi dei fossili, pertanto, è solamente un gioco. E come i robot con cui giocavamo da piccoli, non deve essere presa troppo sul serio, e goduta con leggerezza.

8 commenti:

  1. Perdona la domanda: il test del punto 1 ha un nome? Se sì, quale?

    G.C.T.

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    1. Ci sono tanti test.
      C'è il calcolo degli indici di decadimento (detto anche "supporto Bremer") che calcolano quanto è lungo un albero alternativo in cui un determinato clade non risulta valido, ci sono i veri test non parametrici e le pseudorepliche che calcolano la frequenza di un clade ripetendo le analisi (o simulando analisi analoghe) e poi usano queste frequenze per fare test statistici.

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  2. Capito, grazie per la risposta.

    G.C.T.

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  3. ciao ti volevo chiedere quanto e importante il saper disegnare nelle tua professione perche voglio capire quanto e richiesto il lavoro di illustratore nel campo paleontologico.........se ,insomma, c'è possibilità di occupazione in italia o all' estero.Ti ringrazio anticipatamente

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    1. L'illustrazione tecnica usata per gli studi scientifici è in larga parte è fatta dagli stessi paleontologi, e raramente richiede un illustratore esterno.
      Se parli della illustrazione paleoartistica, quello è un mercato già ampiamente saturo sia in Italia che all'estero, dove non c'è grande possibilità di inserirsi, e dove comunque regna un grande precariato anche tra gli artisti affermati.

      Questa è la dura verità.

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  4. Chiedo quali parametri sono stati utilizzati? le "corna"? le similitudini a un volto umano o umanoide? la forma degli occhi?
    grazie

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    1. Forma e posizione di elementi, presenza o meno di parti, ecc...

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