Sulla natura della biologia e della genetica 

BIO – Medicina Costruzione Sociale nella Post-Modernità – Educational Papers • Anno XV • Numero 57 • Marzo 2026

Come i biologi hanno affrontato storicamente la complessità della vita?

Ricapitolando, quanto in materia abbiamo discusso lungo questi 15 anni del nostro trimestrale BIO, abbiamo rilevato che la vita è immensamente complessa. Ad ogni livello, dalle molecole e cellule a interi organismi e all’intricato equilibrio ecologico tra le specie, i biologi sono stupiti dalla sbalorditiva complessità e interconnessione della vita¹.

Seguendo il biologo evoluzionista, specializzato in genetica di popolazione e filogenetica degli insetti pala, Zachary B Hancock nel suo saggio Beanbag genetics², storicamente, i biologi hanno affrontato la complessità della vita in due modi. 

Scrutando l’arazzo della complessità, un modo è quello di cercare fili di ordine generale che intrecciano fatti apparentemente disparati. In particolare, sebbene la vita sia incredibilmente diversificata, dalla prospettiva dei fili di ordine generale, tutti gli esseri viventi sono ben adattati al loro ambiente. Charles Darwin, primo studioso specializzato dell’evoluzione, aprì la strada all’idea che un singolo processo spiegava come ciò accadesse: lo chiamò selezione naturale. Nella sua interpretazione al riguardo fece notare che tutte le specie presentano variazioni nei loro tratti, alcune mostrano una pelliccia più folta o un becco più lungo, aggiungendo che se una qualsiasi di queste differenze aiuta l’organismo a sopravvivere e riprodursi, trasmetterà quel tratto alle generazioni future. 

Nel tempo, questo processo di selezione naturale plasma gli organismi affinché si adattino al loro ambiente. In quest’ottica, la teoria dell’evoluzione diventa un’idea unificante in biologia. Tutti gli organismi, dai microbi alle meduse, dalle felci agli elefanti, sono collegati dal filo conduttore dell’evoluzione. 

Condizionati ad intendere la scienza nei termini dell’euristica della fisica, il ragionamento predeterminato da una tale filosofia della scienza era che se esistono leggi veramente universali che governano l’evoluzione degli organismi, allora coloro che sviluppano la biologia dovrebbero essere in grado di rappresentare queste regole matematicamente, allo stesso modo in cui un fisico esprime concetti universali come le leggi del moto³. Questo approccio, come ci segnala Zachary Hancock⁴, è stato adottato dalla genetica delle popolazioni. Infatti, fin dai suoi esordi negli anni attorno il 1910, come riferiscono gli studiosi in materia, i genetisti delle popolazioni hanno derivato centinaia di equazioni matematiche per descrivere come avviene l’evoluzione in una miriade di condizioni⁵. Spesso, queste equazioni sono indipendenti dal fatto che l’organismo sia un uccello o un gamberetto e si concentrano solo sulle regole di trasmissione (ovvero, su come i geni vengono trasmessi alla generazione successiva) e sui processi che influenzano tali regole (ovvero, le forze evolutive)⁶. 

L’altro modo di affrontare la complessità è osservare l’arazzo di tutti gli organismi viventi e concludere che nessuna regola o legge generale può unire questi fili. E questo perché, in effetti, la biologia non è come la fisica: ci sono troppe variabili nel mondo reale per rappresentare la vita come un’espressione matematica, come riferisce Zachary Hancock⁷. 

Per chiarirci tale ottica, Hancock ci fa notare che un singolo concetto come quello della “selezione naturale che agisce sulla variazione” non può aiutarci a capire perché alcuni microrganismi, come il Paramecio⁸, abbia un DNA confuso che deve essere riprogrammato ogni volta che deve costruire una nuova caratteristica cellulare, né come i geni vengano attivati o disattivati, interagendo con un’intricata serie di molecole, a loro volta modulate da diversi stimoli ambientali⁹. Da una tale prospettiva, comprendere la vita significa studiare ogni molecola, cellula, individuo e specie come una caratteristica unica dell’evento vita. L’evoluzione, in questa prospettiva, diventa lo studio di una montagna di fatti individuali, ognuno dei quali dice allo studioso qualcosa di nuovo sull’evoluzione come processo. Ogni nuova scoperta rappresenta un cambiamento di paradigma, una causa per aggiornare i libri di testo e promuove l’idea che la teoria evoluzionistica sia in un costante stato di estensione e revisione. 

Sebbene, come ci segnala Hancock¹⁰, queste due visioni della biologia dovrebbero essere complementari, sono spesso state in aspro contrasto. Con l’oscillazione dell’intensità delle controversie, l’ultimo decennio in biologia ha rappresentato un periodo di accresciuta contesa. A questo proposito, alcuni, come gli studiosi in materia Kevin Laland, Tobias Uller, Kim Sterelny e Marc Feldman¹¹, hanno affermato che è in corso una “lotta per l’anima della disciplina”: le nuove scoperte in biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo stanno annunciando un sovvertimento nel pensiero evoluzionistico. Invece di basarsi su pochi principi fondamentali, la biologia evoluzionistica, sostengono¹², dovrebbe essere vista attraverso una lente pluralistica. Stando a loro, i biologi dovrebbero abbandonare qualsiasi tentativo di trovare analogie con le leggi del moto in fisica per la biologia e abbracciare la complessità: l’unica legge in biologia è che non ci sono leggi in biologia. Questi biologi e filosofi della scienza, riferisce Hancock¹³, sono uniti da poco più che il loro scetticismo nei confronti del primo modo di vedere la vita e, quindi, hanno chiesto in vari modi di “estendere” la teoria evoluzionistica fino a sostituirla completamente con un nuovo paradigma. Secondo questa visione, tra le cause della controversia circa il paradigma dell’evoluzione ci sono concetti come la costruzione di nicchia, il pregiudizio dello sviluppo, l’epigenetica, l’intenzionalità biologica, ecc. Ma, per comprendere il dibattito attuale Hancock suggerisce che sia istruttivo tornare a un precedente picco nella funzione d’onda delle controversie biologiche. 

Come studiare il mondo vivente? Il dibattito del cosiddetto “sacchetto di fagioli”

Sessant’anni fa, infuriava un dibattito tra due titani della biologia evolutiva, noto ad alcuni ricercatori, quali Veena Rao e Vidyanand Nanjundiah¹⁴, come “dibattito del sacchetto di fagioli”¹⁵. Come hanno segnalato nel Journal of the history of biology nel 2011¹⁶, al centro del dibattito c’erano due diverse visioni su come studiare il mondo vivente: da una parte c’erano i “genetisti del sacchetto di fagioli”, sostenendo che il processo evolutivo potesse essere rappresentato dalla matematica e che questo fosse un modo proficuo per chiarire le regole generali del mondo vivente. L’altra parte, sostenendo che tale matematica fosse eccessivamente semplicistica e fuorviante, che riduceva gli organismi a nient’altro che geni e che trascurava tutte le importanti complessità degli organismi reali. 

La “faida”, come raccontano loro¹⁷, iniziò nel 1959, in occasione del centenario della pubblicazione dell’Origine delle specie di Darwin a Cold Spring Harbor, New York. Il discorso principale fu pronunciato dal biologo Ernst Mayr. In apparenza, il simposio sembrava un’incredibile opportunità per riflettere su tutto ciò che la biologia evolutiva aveva realizzato dal 1859. Il discorso di Mayr era intitolato in modo promettente Where Are We?¹⁸ [Dove siamo?] e avrebbe preparato il terreno per il resto della conferenza. 

Ma, come riferiscono Rao e Nanjundiah¹⁹, Mayr aveva intenzioni che andavano oltre il semplice lusingare il pubblico. Salendo sul podio, proclamò che la biologia evolutiva aveva attraversato una serie di fasi, a partire dalla riscoperta delle leggi di Mendel. Infatti, solo all’inizio del 1900, i biologi riscoprirono il lavoro sperimentale di Gregor Mendel attorno il 1860 sull’ibridazione delle piante di pisello, in cui avrebbe individuato che le unità fondamentali dell’ereditarietà – chiamate geni – sarebbero delle particelle discrete che codificavano le informazioni per ogni tratto di un organismo. In particolare, nei moscerini della frutta, ci sarebbero questi geni che determinano se le ali siano dritte o arricciate, e se gli occhi siano rossi o bianchi. Nel mondo dei “genetisti del sacchetto di fagioli”, i fagioli colorati rappresentavano varianti di un gene, e il sacchetto stesso sarebbe stato il “pool genetico”. 

Poi, come riportano Rao e Nanjundiah seguendo l’intervento di Mayr, venne l’era della “genetica classica delle popolazioni”, il periodo in cui i biologi, in particolare Ronald Aylmer Fisher²⁰, Sewall Green Wright²¹ e John Burdon Sanderson Haldane²², iniziarono ad applicare la matematica allo studio dell’evoluzione, combinando l’idea darwiniana della selezione naturale con le regole dell’ereditarietà di Mendel. Ed è qui che, stando a Rao e Nanjundiah, Mayr rivelò l’obiettivo della sua critica, affermando: “Questo periodo fu caratterizzato da una grossolana semplificazione. Il cambiamento evolutivo veniva essenzialmente presentato come un input o un output di geni, come l’aggiunta di alcuni fagioli a un sacchetto e la rimozione di altri”²³. 

Così, la caricatura fatta da Mayr circa la matematica di R. A. Fisher, Sewall Wright e J. B. S. Haldane divenne nota come “genetica del sacchetto di fagioli”. Quest’ottica è stata a tal punto istituzionalizzata, come descrive Zachary Hancock in Beanbag genetics²⁴, che nei corsi introduttivi di biologia, gli studenti vengono spesso esposti ai concetti di evoluzione attraverso questa rappresentazione semplicistica. In breve, la nozione trasmessa sarebbe simile a dire: si riempie un sacchetto con fagioli colorati – diciamo, rossi e blu – che dovrebbero rappresentare diversi alleli, o varianti di un gene. Il sacchetto stesso sarebbe il “pool genico”, cioè i gameti della generazione parentale che produrrà la successiva. Gli studenti estraggono, quindi, due fagioli a caso e questi diventano il genotipo della prole. Da questa semplice analogia, le forze dell’evoluzione sarebbero ciò che causa il cambiamento delle proporzioni dei fagioli colorati da una generazione all’altra. Quindi, la nozione trasmessa sarebbe che l’evoluzione è un cambiamento nelle “frequenze geniche”. 

Di conseguenza, volendo intuire lo status convenzionale dell’insegnamento della genetica bisogna realizzare che, spesso, gli studenti vengono instradati a percepire i processi evolutivi partendo dal modello del sacchetto di fagioli, con poche indicazioni aggiuntive. In particolare, come segnala Zachary Hancock²⁵, sanno che, se pescano solo una manciata di fagioli invece dell’intero sacchetto, sposteranno casualmente la distribuzione dei fagioli colorati nella generazione successiva. Questa assegnazione fortuita dovrebbe essere, allora, la deriva genetica. Successivamente, stando al paradigma della genetica del sacchetto di fagioli, si insegna agli studenti di mettere i fagioli su uno sfondo blu e si chiede loro di raccoglierne quanti più possibile entro 10 secondi. Senza dubbio, sceglieranno principalmente quelli rossi, che risaltano sullo sfondo blu, facendo sì che i fagioli blu “sopravvivano” e, quindi, aumentino di frequenza. Questa dovrebbe essere l’esperienza che dimostra agli studenti la selezione naturale. E, infine, si insegna loro che il passo successivo è di aggiungere un nuovo colore al sacchetto per la mutazione e scambiare per puro caso i fagioli di due sacchetti, e si ottiene il flusso genico. Queste quattro forze dell’evoluzione – selezione, deriva, mutazione e flusso genico – dovrebbero essere, come riepiloga criticamente Hancock²⁶, i processi convenzionali fondamentali che spingono le popolazioni a cambiare nel tempo. 

Nuova euristica in genetica: i geni interagiscono in modi complessi

Dopo il periodo della “genetica del sacchetto di fagioli”, la successiva importante fase della storia, secondo Mayr²⁷, fu guidata da nuove intuizioni e indizi in genetica. In particolare, la ricerca aveva evidenziato che i geni non erano indipendenti l’uno dall’altro come fagioli separati in un sacchetto, ma che interagivano in modi complessi. Stando alle metafore proposte allora da Mayr al riguardo, i geni potevano essere immaginati in modo riduttivo come le manopole di una radio che possono essere regolate per alterare il volume, gli acuti, i bassi o persino la frequenza delle onde radio, tutti fattori che influenzano il suono che si sente dagli altoparlanti. La “nuova genetica delle popolazioni”, come chiamava Mayr questa nuova tendenza, mostrò l’applicabilità della metafora della manopola della radio alla genetica. Dunque, così, come quando si altera una manopola, ad esempio, aumentando i bassi, si diminuiscono ugualmente gli acuti, in modo simile in genetica, il fatto di alterare un gene può comportare effetti a catena sull’intero sistema. Evidenziando questo paradigma, che in qualche modo suggerisce una complessità, Mayr si chiedeva come avrebbe potuto il modello elementare del sacchetto di fagioli spiegare queste nuove evidenziazioni della ricerca. 

Mayr²⁸ osservò che i fondatori della genetica delle popolazioni – Fisher, Wright e Haldane – avevano elaborato un’impressionante teoria matematica della variazione genetica e del cambiamento evolutivo. Ma, chiese, provocatoriamente, qual era stato esattamente il contributo di questa scuola matematica alla teoria dell’evoluzione. In sostanza, come riferisce Hancock²⁹, Mayr sfidò i genetisti affiliati alla scuola del sacchetto di fagioli e proseliti della statistica e della matematica a giustificare come le complessità del processo evolutivo potessero essere catturate dalla loro semplice matematica. La biologia, per Mayr, non è riconducibile alla matematica allo stesso modo della fisica. Un genetista dalla scuola del sacchetto di fagioli affiliato alla statistica e alla matematica avrebbe bisogno di conoscere solo i dettagli astratti, commentava ironicamente Mayr³⁰.

Stando a Zachary Hancock³¹, gli attacchi di Mayr non rimasero senza risposta. Fisher era morto nel 1962 e Wright scrisse una breve recensione del simposio, ma non intervenne nel dibattito. Questo lasciò di fatto solo Haldane a tenere il controllo. 

Secondo il genetista delle popolazioni James F Crow, Haldane è stato descritto³² come un “orso grigio”. Combatté nella Prima Guerra Mondiale, prestando servizio come ufficiale di mortaio, lanciando granate nelle trincee nemiche. Una volta osservò che, già all’età prescolare, aveva scritto poesie erotiche in due lingue morte e sapeva parlare inspirando ed espirando ed era, quindi, immune da interruzioni. Ai suoi tempi, Haldane si dilettava in una sorprendente varietà di argomenti, che spaziavano dalla chimica, all’abiogenesi, all’economia e alla teoria marxista, alla statistica, alla guerra chimica, alla filosofia della scienza e, naturalmente, alla genetica evolutiva. 

Nel 1964, scrisse la sua confutazione di Mayr, intitolandola “A Defence of Beanbag Genetics”³³ [Una difesa della genetica del sacchetto di fagioli]. In essa, analizzava la critica di Mayr, postulando, in modo conclusivo, che, lungi dall’essere una caricatura del loro lavoro, il campo della genetica delle popolazioni rappresentasse il nucleo teorico della biologia evolutiva. 

La teoria della genetica delle popolazioni

James F Crow³⁴ riferisce che Haldane inizia la sua difesa richiamando i suoi avversari a ricordare che qualsiasi tipo di pensiero, fuori dal suo contesto, è fuorviante. In definitiva, l’obiettivo del campo di ricerca da lui fondato, insieme a Fisher e Wright, non era quello di scoprire le complessità dello sviluppo o il modo in cui i geni sono regolati da altre molecole nella cellula. Al riguardo, Haldane³⁵ stesso conferisce ragione a Mayr nell’affermare che la genetica del sacchetto di fagioli non spiegava l’interazione fisiologica dei geni, aggiungendo, ironicamente, che se lo avesse fatto, la genetica non sarebbe una branca della biologia. Sarebbe biologia. 

Stando a James Crow³⁶, Haldane prima di morire nel 1964, avrebbe sostenuto che invece di spiegare l’interazione fisiologica dei geni, la genetica delle popolazioni cercava di scoprire i processi dell’evoluzione stessa. Pertanto, a parer suo, lo studio di come funziona l’evoluzione era di competenza del genetista del sacchetto di fagioli, mentre ciò che l’evoluzione avrebbe prodotto rientrava nel regno del biologo empirico. Così, sostiene Crow, seguendo il pensiero di Haldane, un genetista “beanbag” aveva bisogno di conoscere solo i dettagli astratti, in particolare, quanto vantaggio di fitness fornisca l’allele A nell’ambiente attuale, rispetto all’allele B. Con una stima delle dimensioni della popolazione e della struttura generale degli accoppiamenti, il genetista “beanbag”, aggiungeva Haldane³⁷, poteva prevedere la probabilità e la velocità con cui l’allele vantaggioso si sarebbe diffuso in una specie. In altre parole, poteva predire con quale velocità una popolazione avrebbe potuto adattarsi al suo ambiente, indipendentemente dalle specificità dell’organismo o dell’ambiente. Nell’ottica di Haldane, se il ricercatore era un “buon genetista”, avrebbe cercato di scoprire perché l’allele A risultava migliore dell’allele B in quell’ambiente, tuttavia, così facendo, sarebbe diventato paradossalmente un genetista fisiologico o biologo. 

Dall’ottica di Haldane, pertanto, la teoria della genetica delle popolazioni poteva porsi domande ampie e generali sull’evoluzione come processo, indipendentemente dal fatto che l’organismo studiato fosse stato una farfalla, un tritone o un bufalo. Al riguardo, nel 1927, Haldane³⁸ avrebbe fornito il primo calcolo della probabilità che una mutazione vantaggiosa per un organismo potesse diffondersi a tutti i membri della specie (ovvero, andare incontro a “fissazione”). Ugualmente, avrebbe dimostrato che, in popolazioni molto numerose, la probabilità sarebbe, al massimo, doppia rispetto al vantaggio fornito dalla mutazione. Nelle sue considerazioni, Haldane sosteneva che se una mutazione avesse fatto sì che un individuo avesse il 10% di prole in più rispetto agli altri, la probabilità che questa mutazione alla fine si fissasse sarebbe stata solo del 20%. Nella sua teoria, tale probabilità diminuisce drasticamente con la riduzione delle dimensioni della popolazione, perché il caso o deriva genetica inizia a svolgere un ruolo più importante. Nella teoria della genetica delle popolazioni, questo aspetto comporta implicazioni rilevanti per la conservazione delle specie in via di estinzione. In particolare, per le specie con popolazioni molto piccole, la selezione naturale funziona in un modo molto più debole ed esse sono meno capaci di adattarsi a un ambiente in continua evoluzione. Questo semplice fatto, per Haldane³⁹, era ormai conoscenza da manuale, ma, stando a lui, non sarebbe stato compreso fino a quando non fosse stato dimostrato matematicamente. 

Stando a James Crow⁴⁰, Haldane sapeva che la genetica dei “beanbag” non riguardava solo la matematica astratta e che affinché fosse utile per studiare gli animali in natura, anziché i fagioli in un sacchetto, doveva fornire previsioni verificabili. Così, riferisce Crow, nel 1924, Haldane rivolse le sue teorie matematiche all’iconica falena del pepe. Allora in Inghilterra, esistevano due forme di falena pepata: una sale e pepe⁴¹ e una melanica⁴². Quest’ultima aumentò la sua popolazione alla fine del 1800, al culmine della Rivoluzione Industriale, quando la fuliggine ricopriva gli alberi. La forma melanica si mimetizzava nella fuliggine, mentre le forme sale e pepe spiccavano e venivano rapidamente mangiate dagli uccelli. Utilizzando i dati di un’indagine sulla popolazione, Haldane cercò di calcolare per la prima volta la forza della selezione in natura. Avrebbe rilevato che, dato il tasso di crescita della forma melanica, la sua idoneità era doppia rispetto a quella originale sale e pepe⁴³. A difesa di Haldane si fa spesso riferimento al lavoro di Bernard Kettlewell⁴⁴ che, quasi 40 anni dopo, confermò con le sue ricerche sperimentali e l’uso di modelli matematici che gli uccelli predavano selettivamente le falene non mimetizzate. 

In quasi 100 anni non sono stati ancora scoperti nuovi meccanismi evolutivi

Sessant’anni dopo la difesa di Haldane, stando a Zachary Hancock⁴⁵, i discendenti dei genetisti del “beanbag” si trovano ad affrontare una sfida rinnovata che riecheggia i sentimenti di Mayr, ma si spinge ben oltre segnalando che non solo la matematica della genetica delle popolazioni era eccessivamente semplicistica, ma avrebbe perfino portato a ignorare l’esistenza di altre forze evolutive in gioco che non sono spiegabili con il modello del “beanbag”. 

Nell’interpretazione di Hancock⁴⁶, questi biologi avrebbero confuso i risultati con i processi. Al riguardo, accenna Hancock, che in The Nature of Selection, il filosofo della scienza Elliott Sober⁴⁷ fornisce nel 1984 un’utile distinzione concettuale tra le numerose parti interagenti dell’evoluzione. Da un lato ci sono quelle che lui chiama leggi sorgente, cioè l’insieme completo degli ambienti interni ed esterni di un organismo, così come tutte le interazioni competitive, i predatori, i parassiti, ecc. Esse, suggerisce Sober, rappresentano i tratti che l’organismo possiede, plasmati dai suoi geni, ma anche dall’epigenetica, dallo sviluppo e dall’ambiente. Nella sua interpretazione dell’evoluzione, tutte queste interazioni plasmano la fitness di quell’organismo, il suo successo riproduttivo totale. Ora, quegli stessi tratti vengono trasmessi alla generazione successiva attraverso quelle che Sober definisce leggi di conseguenza. Si tratta delle quattro forze dell’evoluzione: selezione, deriva, mutazione e flusso genico. Queste forze, agendo insieme, determinano la distribuzione dei tratti nella generazione successiva. Una volta che l’insieme dei tratti è stato trasmesso attraverso le leggi di conseguenza, otteniamo, stando a Sober⁴⁸, un risultato evolutivo. Questi risultati includono strategie di foraggiamento, rituali di accoppiamento, dimensioni corporee, colorazione del piumaggio, ecc. Questi prodotti evolutivi, puntualizza Sober, sono spesso il risultato di migliaia di generazioni di complesse interazioni di tratti, trasmesse attraverso le forze dell’evoluzione per dare origine alla sbalorditiva diversità della vita sul pianeta oggi⁴⁹.

Nel suo contributo alla risoluzione della confusione dei risultati con i processi, Sober ha sostenuto che questi risultati non sono necessariamente punti di arrivo. Piuttosto, fungono da feedback alle leggi sorgente stesse, alterando la generazione successiva⁵⁰. Un esempio lampante di ciò è la costruzione di nicchia. Gli organismi, consapevolmente o meno, alterano l’ambiente in cui si trovano, rimodellandolo e facendo sì che la generazione successiva sperimenti un ambiente selettivo diverso da quello in cui si trovavano. Spesso, osserva Sober⁵¹, la capacità di modificare il proprio ambiente è benefica. Tuttavia, gli organismi possono “costruire” la propria “nicchia”, rendendo ospitale un paesaggio precedentemente inabitabile. Affinché un tale comportamento persista attraverso le generazioni, sottolinea Sober, esso deve avere una base ereditaria e, in tal caso, sarebbe favorito dalla selezione naturale. Pertanto, la modellazione dell’ambiente è un risultato della selezione, ma anche una fonte di cambiamento nell’ambiente su cui la selezione agisce⁵².

Tuttavia, osserva Zachary Hancock⁵³, la costruzione di nicchia non diventa mai di per sé un processo evolutivo. Questa non è una legge conseguente. Ecco perché, sostiene Hancock, nonostante le incredibili scoperte in biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo degli ultimi 50 anni, i meccanismi fondamentali della teoria evoluzionistica rimangono intatti. È stata notevolmente migliorata la comprensione di come sono costruiti gli organismi e della relazione tra genetica, epigenetica e ambiente, e di come la modifica dei percorsi di sviluppo possa alterare radicalmente forma e funzione, ma queste sarebbero, puntualizza Hancock, tutte caratteristiche delle fonti di variazione. Pertanto, Hancock sostiene che le richieste di estendere la teoria evolutiva o di sostituirla completamente cadono nel vuoto perché in quasi 100 anni non sono stati ancora scoperti nuovi meccanismi evolutivi. 

In ogni caso, puntualizza Hancock⁵⁴, ciò non significa che queste due visioni della biologia siano inconciliabili. Stando al suo riepilogo dell’argomentazione, il genetista “beanbag” aggiornerebbe costantemente i propri modelli matematici per accogliere la valanga di nuove fonti di variazione individuate. In particolare, riferisce che, al riguardo, nel 2011, i ricercatori Troy Day and Russell Bonduriansky avrebbero dimostrato⁵⁵ che l’equazione di Price, considerata, a quanto riporta David C. Quelle⁵⁶, il “teorema fondamentale dell’evoluzione”, potrebbe essere ampliata per includere l’epigenetica oltre alla tradizionale ereditarietà del DNA. Questa espansione avrebbe di per sé rivelato, secondo Hancock, risultati affascinanti, in quanto sarebbe stato documentato che queste due forme di ereditarietà possono interagire tra loro, alterando in ultima analisi il percorso che la selezione naturale potrebbe intraprendere verso l’adattamento. Questi indizi, puntualizza, non sarebbero stati possibili senza gli sforzi congiunti dei biologi molecolari, che hanno individuato la trasmissione epigenetica e del semplice genetista “beanbag”, che ha derivato nuove formule matematiche per mostrare come queste interazioni influenzino il processo evolutivo. 

Quindi, per tornare alla domanda di Mayr riguardo a qual è il contributo della genetica “beanbag” alla teoria dell’evoluzione, bisogna ricordare, suggerisce Hancock, che un obiettivo fondamentale di qualsiasi teoria scientifica dovrebbe essere quello di rappresentare i processi che governano il mondo naturale. In questo modo, stando a Hancock, la genetica del sacchetto di fagioli ha mostrato agli studiosi della materia le forze che hanno dato origine alla diversità biologica. Senza di essa, molte di queste forze sarebbero rimaste nell’oscurità. Inoltre, senza la matematica della genetica del sacchetto di fagioli, molti concetti che ora sono pilastri nei libri di testo potrebbero non essere mai stati formulati solo tramite modelli verbali. A questo riguardo Hancock segnala che non è intuitivo che un tratto che aumenta la fitness abbia una probabilità eccezionalmente bassa di diffondersi nella popolazione. 

Nella sua visione storica Hancock considera che dalla difesa di Haldane dell’utilizzo della matematica nella genetica nel 1964, la “scuola matematica” ha continuato a dare contributi impressionanti alla teoria dell’evoluzione. Tra questi, la filogenetica stessa, che ha permesso agli studiosi di ricostruire le relazioni tra gli organismi lungo l’Albero della Vita, la teoria della coalescenza che gli ha permesso di individuare le origini di noi umani in Africa, nonché di tracciare l’evoluzione di malattie in tempo reale, tra cui l’HIV e il SARS-CoV-2 e le intuizioni della genetica quantitativa, che si concentra sui tratti plasmati da decine di geni, hanno permesso a questi studiosi di contribuire con le loro conoscenze ad aumentare drasticamente le rese agricole per nutrire la crescente popolazione mondiale. 

Tutti questi ragionamenti conducono Hancock a postulare che studiare l’evoluzione significa affrontarla come un processo. Qualsiasi esposizione dell’evoluzione dovrebbe essere consapevole dei fatti fondamentali della genetica dei “sacchetti di fagioli”. Sebbene il campo abbia fatto progressi ben oltre la semplicistica caricatura di Mayr, fa bene alla storia della genetica ricordare la forza anche dei modelli algebrici più elementari. Dopotutto, sostiene Hancock, le forze fondamentali dell’evoluzione, cioè la teoria unificante di tutta la biologia, possono essere insegnate, sebbene con un’euristica – o arte della ricerca – eccessivamente semplicistica, con un semplice sacchetto pieno di fagioli. 

1. Rinaldo Octavio Vargas. Storia della scienza – Genetica – Biologia: Philip Ball ci racconta lo stato dell’arte della narrativa della biologia molecolare. Non siamo macchine! Un quadro fresco di come non funzionerebbe la vita. BIO, Anno XIII, Numero 51, p. 12-22, Settembre 2024
2. Zachary B Hancock. Beanbag genetics. In AEON, 15 April 2025.
3. Le leggi del moto di Newton descrivono la relazione tra forze e moto e sono fondamentali nella fisica classica. Sono tre leggi: il primo principio (o legge di inerzia) afferma che un oggetto rimane a riposo o in moto rettilineo uniforme finché non agisce su di esso una forza esterna; il secondo principio afferma che l’accelerazione di un oggetto è proporzionale alla forza applicata e inversamente proporzionale alla sua massa, esprimibile con la formula \(F=ma\); il terzo principio (o legge di azione e reazione) dichiara che per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria.
4. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
5. Ibidem
6. Ibidem
7. Ibidem
8. Il Paramecium è un genere di protisti infusori (così chiamati perché viventi in acque un tempo ricche di fiori e fieno in infusione.
9. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
10. Ibidem
11. Laland, K., Uller, T., Feldman, M. et al. Does evolutionary theory need a rethink? Nature 514, 161–164, 2014.
12. Ibidem
13. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
14. Rao V, Nanjundiah V. J. B. S. Haldane, Ernst Mayr and the Beanbag genetics dispute. Journal of the history of biology, 44(2):233-281, 2011
15. La genetica del “beanbag” è un modello concettuale, coniato in modo critico dal biologo Ernst Mayr, che vede l’evoluzione come cambiamenti nelle frequenze geniche (come fagioli colorati in un sacchetto) in cui i geni agiscono come unità indipendenti, semplificando eccessivamente la biologia reale. Mentre i primi genetisti di popolazioni la usavano per semplici modelli matematici (come la selezione che favorisce i fagioli rossi rispetto a quelli blu), Mayr sosteneva che ignorasse le complesse interazioni geniche e la biologia degli organismi, un dibattito centrale nella formazione della moderna sintesi dell’evoluzione.
16. Rao V, Nanjundiah V. op. cit. 2011.
17. Ibidem
18. Ernst Mayr. Where Are We? Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 24: 1-14, 1959
19. Rao V, Nanjundiah V. op. cit. 2011.
20. Statistico, matematico e biologo considerato il padre della statistica moderna.
21. Genetista autorevole sostenitore del neodarwinismo.
22. Biologo e genetista, insieme a R. A. Fisher e S. Wright è considerato uno dei fondatori della moderna sintesi evoluzionistica o Teoria del brodo primordiale sull’origine della vita.
23. Rao V, Nanjundiah V. op. cit. 2011.
24. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
25. Ibidem
26. Ibidem
27. Ernst Mayr. op. cit. 1959.
28. Ibidem
29. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
30. Ernst Mayr. op. cit. 1959.
31. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
32. James F Crow, Commentary: Haldane and beanbag genetics, International Journal of Epidemiology, Volume 37, Issue 3, Pages 442–445, June 2008.
33. J. B. S. Haldane. A Defense of Beanbag Genetics. Perspectives in Biology and Medicine Johns Hopkins University Press, Volume 7, Number 3, pp. 343-360, Spring 1964.
34. James F Crow, op. cit. June 2008.
35. J. B. S. Haldane. op. cit. Spring 1964.
36. James F Crow, op. cit. June 2008.
37. J. B. S. Haldane. op. cit. Spring 1964.
38. Ibidem
39. Ibidem
40. James F Crow, op. cit. June 2008.
41. La “falena sale e pepe” (o Peppered Moth, Biston betularia) è un famoso esempio di adattamento evolutivo, nota per il cambio di colore durante la Rivoluzione Industriale: da prevalentemente bianca maculata di nero a scura (melanica) per mimetizzarsi meglio tra i tronchi d’albero anneriti dallo smog, e poi di nuovo chiara con la riduzione dell’inquinamento, dimostrando la selezione naturale in azione.
42. Falena melanica è una variante di falena, in particolare della specie Biston betularia (falena delle betulle), caratterizzata da una colorazione scura (nerastra o bruno-nerastra) invece che chiara, un fenomeno chiamato melanismo industriale che si è evoluto come adattamento alla Rivoluzione Industriale, permettendo alla forma scura di mimetizzarsi meglio sui tronchi degli alberi anneriti dall’inquinamento. Questa variazione cromatica è un esempio classico di selezione naturale, dove l’ambiente modificato favorisce i più adatti a sopravvivere e riprodursi.
43. James F Crow, op. cit. June 2008.
44. Bernard Kettlewell. The Evolution of Melanism: The Study of a Recurring Necessity, with Special Reference to Industrial Melanism in the Lepidoptera. Oxford University Press, 1973.
45. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
46. Ibidem
47. Elliott Sober. The Nature of Selection: Evolutionary Theory in Philosophical Focus. Oxford University Press, 1984.
48. Ibidem
49. Ibidem
50. Ibidem
51. Ibidem
52. Ibidem
53. Zachary B Hancock. op. cit. 15 April 2025.
54. Ibidem
55. Troy Day and Russell Bonduriansky. A Unified Approach to he Evolutionary Consequences of Genetic and Nongenetic Inheritance. The American Naturalist. Volume 178, Number 2, August 2011.
56. David C. Queller and Editor: Yannis Michalakis. Fundamental Theorems of Evolution. The American Naturalist. Volume 189, Number 4, April 2017.

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