Ecologia Umana: Preludio al concetto della Teoria della Costruzione di Nicchia

Negli articoli precedenti ho parlato di argomenti che, da ora in poi, risulteranno essere molto importanti per capire al meglio il concetto della Teoria della Costruzione di Nicchia. Potete recuperare gli altri articoli qui, qui, qui e qui. 

Bene, possiamo cominciare. O continuare, dipende dai punti di vista. 

Ora è il turno del filosofo Chris Buskes, un filosofo che ha scritto una tesi intitolata 'The genealogy of knowledge: a darwinian approach to epistemology and philosophy of science'. E' importante questo lavoro (anche per continuare la 'carrellata' iniziata con il primo articolo') perché riprende, in sostanza, il lavoro di Darwin utilizzandone termini e concetti in chiave filosofica. Ha studiato la relazione tra la 'cultural change' e l'evoluzione darwiniana focalizzandosi su tre concetti: Variazione, Selezione e Replicazione (per semplificare. chiameremo tutto ciò Processo VSR). 

In sostanza, anche dal punto di vista culturale, si può avere una forma di Variazione, una qualsiasi forma di Selezione agisce come un filtro su queste variazioni ed infine avviene la Replicazione, che trasmette tutte queste  variazioni. Beh, non cambia molto rispetto al processo biologico in quanto il cambiamento culturale deriva dall'accumulo delle variazioni dovute dal Processo VSR, ma Buskes inserisce anche un concetto che si addice di più alla cultura: i processi evolutivi possono portare un sistema da A a B, con quest'ultimo che risulta essere più complesso e articolato. E' una forma di 'evoluzione progressiva', che cozza con il concetto di evoluzione biologica in quanto è come se si passasse da una condizione caratterizzata da variazioni casuali e disordinate per poi 'assestarsi' con le generazioni successive. Questo 'assestamento' avviene in quanto un sistema culturale, costituito da parti che possono cambiare, sono caratterizzati da caratteri culturali utili, inutili e altri dannosi, così facendo si hanno elementi psicologici, sociali (e anche ideologici) che possono andare in contro a processi darwiniani, sempre se si tratta di caratteri influenzati dal Processo VSR (quindi 'capaci' di variare, di essere selezionati da qualche meccanismo evolutivo e di replicarsi). 

Foto di Chris Buskes presa da ResearchGate
(se vi va di approfondire e di conoscere i suoi lavori, clicca qui

 Arrivati a questo punto, viene da pensare che l'Evoluzione Culturale e quella Biologica siano interdipendenti, ma non è proprio così. In primis queste due 'evoluzioni' sono indipendenti ed hanno proprie regole, si 'muovono' su piani diversi e sono sottoposte a processi simili. In secondo luogo, è la cultura a dipendere dalla biologia (e non viceversa come abbiamo visto negli articoli precedenti) in quanto è l'espressione 'cumulativa' di 'processi mentali' e di attività cognitive. Il 'Cultural Change' è un processo evolutivo che comprende una serie di adattamenti cumulativi fenotipici (i tratti culturali sono sottoposti a processi selettivi espressi attraverso la fitness (biologica)). L'ultimo punto, molto importante, è che esiste una sorta di simbiosi tra cultura e biologia, questo perché sono entrambi processi VSR, che variano indipendentemente (come detto prima), possono essere selezionati ed ereditati ma entrano a far parte della stessa popolazione. Insomma, si tratta di adattamenti darwiniani "co-ospitati" nelle popolazioni umane. Vediamo in che modo si 'inter-relazionano':

1. i tratti culturali sono selezionati in base alla fitness biologica di coloro che 'portano' questi caratteri (coevoluzione gene-cultura);
   
   
2. i tratti culturali sono selezionati sulla base della loro 'fitness' nell'ambiente culturale. Qui entrano in gioco i memi di Dawkins (clicca qui);
   
   

Foto di Richard Dawkins presa da WNYC

Un meme sul grandissimo Nicolas Cage

Qui entra in gioco quest'ultimo grandissimo Biologo Evoluzionista, Richard Dawkins con la sua teoria dei 'memi'. Qui riprenderò qualche concetto trattato in precedenza, ma cercherò di adattare il tutto con il Processo VSR. Allora, con la Teoria dei Memi Dawkins identifica nel meme l'unità di cultura che obbedisce alle regole VSR, quindi è un 'soggetto' che cambia, che può essere selezionato e può essere ereditato con un comportamento analogo a quello dei geni. 

Vediamo la differenza e le similarità tra geni e memi:

• I memi sono connessi alla mente di un individuo, mentre i geni risiedono nelle cellule;
  
  
• I memi si esprimono nella mente (e possono essere diffusi attraverso le immagini, per esempio), mentre i geni si esprimono nei fenotipi;
  
  
• La mutazioni dei geni è casuale e sono imprevedibili (considerando solo il neodarwinismo senza entrare nel dettaglio di altri discorsi), mentre i memi possono subire variazioni casuali, intenzionali e non intenzionali;
  
  
• I memi sono trasmessi attraverso fenomeni culturali attraverso imitazione, apprendimento e insegnamento e sia attraverso attraverso le generazioni in modo verticale che orizzontale (si può trasmettere un'informazione/meme sia a familiari che a non familiari). I geni, invece, sono trasmessi attraverso la riproduzione (sessuale, asessuale, ecc.) e solo da genitori a figli.

Questa teoria è provocatoria, come ogni lavoro di Dawkins del resto, ed è stata molto discussa perché i memi non si sono mai visti (si vede qualcosa ora con i social), però rimane un buonissimo esempio di 'allineamento' di queste due forme di evoluzione. Abbiamo parlato di come la cultura evolva come un organismo, ma qui si nota in primis che queste due correnti, come avete potuto leggere, si sviluppano in modo indipendente, una in modo lineare (la cultura) e deterministico e l'altra, se ci mettiamo di mezzo la filogenesi, a mo di cespuglio. 

Ecological Engineering. Ci siamo quasi, vi prometto che tra poco arriveremo alla Teoria di Nicchia ma prima dobbiamo analizzare quest'altro concetto. Un altro pensiero comune, ahimé, è che noi esseri umani siamo gli unici in grado di modificare l'ambiente, senza che esso abbia qualche ripercussione sulla nostra specie, sia dal punto di vista culturale che genetico (Ecological Engineering). La 'non-unidirezionalità' la vedremo bene e nel dettaglio con la Teoria di Nicchia, ma molti concetti sono stati estrapolati e riutilizzati proprio a favore della teoria di cui parleremo a breve.

Con la E.E., si incomincia a considerare la società, o l'insieme degli organismi, come coloro che sono capaci di apportare qualche modifica sull'ambiente. Questo concetto è difficile da spiegare anche quando si parla di Evoluzione Biologica in quanto è la popolazione di una specie che muta, si riproduce e viene selezionata e non il singolo individuo, che può avere magari tutti gli adattamenti migliori del mondo ma, se non si riproduce e non diventano frequenti, non si può parlare certo di evoluzione. Bene, anche per quanto riguarda la E.E., non si considera più l'azione del singolo individuo. 

Il primo a parlare di "insiemi di organismi capaci di modificare l'ambiente" fu Jones nel 1994 affermando che, gli organismi, in modo diretto o indiretto, modulano in qualche modo la disponibilità delle risorse in un dato ambiente, sia quelle utili alla sopravvivenza di chi sta sta esercitando qualche azione sull'ambiente e sia quelle di altre specie o gruppi. La modifica delle risorse porta alla modificazione delle componenti biotiche e abiotiche di un dato ecosistema.

Questo concetto non è sconosciuto agli ecologi in quanto, nel mondo animale e vegetale (e non solo!), esistono un sacco di specie capaci di modificare l'ambiente e di influenzare l'areale e le componenti di altri, ma è sempre bene ricordare su quale scala si lavora, quali sono gli effetti nel breve periodo e quelli nel lungo periodo (ampi impatti ambientali). Anche qui entra di nuovo in gioco Dawkins grazie ad un altro importantissimo lavoro: il Fenotipo Esteso. Ne ho parlato in un altro articolo (clicca qui), ma in questa parte analizzeremo solo alcuni concetti che riguardano questo discorso. 

In parole povere, il fenotipo è l'espressione di un dato gene (o meglio, di un gruppo di geni) ma esso può esprimersi in qualcosa che va 'oltre' il fenotipo, e ciò viene raccontato bene da Dawkins attraverso un esempio molto semplice:

1. Ha preso in considerazione i castori in quanto sono capaci di modificare l'ambiente rosicando gli alberi;
   
   
2. Esistono geni che codificano per alcuni fenotipi, come per esempio i denti del castoro (fenotipo 'classico');
   
   
3. I castori, grazie a quei denti, sono capaci di abbattere gli alberi e con essi costruire una diga (fenotipo 'esteso').

Sostanzialmente, Dawkins rielabora il concetto dell'Ecological Engineering, ma allo stesso tempo il suo discorso mette sotto i riflettori l'ambiente in quanto, se i castori modificano l'ambiente abbattendo alberi e costruendo dighe, quest'ambiente influenzerà altri organismi e i castori. Dovete immaginare tutto questo come se fosse una sorta di boomerang, quindi diciamo che ora la prospettiva cambia un po' anche per quanto riguarda l'Evoluzione Culturale e Biologica in quanto, ciascun sistema, sarà sottoposto alla pressione selettiva di un habitat che è comune ai due sistemi, ma ciò che è stato modificato esternamente (il fenotipo esteso) si riversa sull'habitat, con quest'ultimo soggetto che diventa una sorta di 'mediatore' tra biologia e cultura.  

Si passa da un determinismo unilineare ad una sorta di interazione 'circolare' tra organismo e ambiente. Qui entriamo un po' in quel periodo del '900 chiamato 'Neodarwinismo', nel quale si riscoprono le idee e gli studi di Darwin ma in chiave moderna. E' stato scritto anche un libro (o meglio, è una grande raccolta) chiamato 'Evolution - The Modern Synthesis' nel quale si dice espressamente che l'ambiente, in qualche modo, pone dei problemi e gli organismi devono risolverli. Tenendo conto della genetica molecolare, e di tutti gli studi moderni, non si può non prendere in considerazione il concetto di 'gene'. 

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Qui entra in gioco Conrad H. Waddington, un biologo evoluzionista legato al concetto di 'Epigenetic Landscape': l'organismo che sfrutta l'ecosistema lo modifica costruendo nuove nicchie ecologiche,  influenzando la Selezione Naturale. Insomma, è contro l'E.E.. Lui prende in considerazione tutto ciò, ma aggiunge un elemento fondamentale: la circolarità. Per cui l'organismo agisce sull'ambiente, che si modifica e che a sua volta agisce sull'organismo. 

Ora è il turno di C. Lewontin, un genetista di popolazioni (e non solo!) che ha scritto The Triple Helix, dove i protagonisti sono organismi, geni e l'ambiente. Il suo è un approccio olistico, infatti secondo lui tutto ciò che è soggetto a mutazione/evoluzione, evolve in base alla relazione con l'ambiente (o con altro), e questa stessa relazione evolve nel tempo. E' un concetto difficile da digerire nel '900 in quanto ,come ben sapete, non è possibile prevedere come una data popolazione evolverà, ma al massimo si può 'prevedere', attraverso formule e metodi statistici, la frequenza di certi geni o alleli e capire se c'è qualche meccanismo evolutivo in atto. Il 'metodo' di Lewontin difficilmente può produrre modelli immediatamente utilizzabili.

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Secondo Lewontin, gli organismi non si adattano agli ambienti, ma li costruiscono 'pezzo per pezzo', con tutto ciò che li circonda. Quindi, sono gli organismi ad influenzare la propria evoluzione gettando le basi per una possibile Selezione Evolutiva (come quella Naturale). Tutto ciò è schematizzato matematicamente, ma Lewontin va un po' contro il pensiero evoluzionistico del tempo che afferma che un organismo muta in base a sé stesso e all'ambiente, e le variazioni dell'ambiente nel tempo dipendono solo da sè stesso o da forze esterne. In pratica solo l'organismo può essere influenzato dall'ambiente, e quest'ultimo può essere influenzato da altre 'forze' non legate all'organismo selezionato. Per Lewontin la situazione è un po' diversa, o meglio concorda che un organismo muta in base all'ambiente e a sé stesso, ma l'ambiente cambia anche in base all'organismo.

Differenza 'matematica' tra la Modern Synthesis' e il lavoro di Lewontin

Beh, siamo quasi arrivati proprio al concetto di 'costruzione di nicchia', e questo ultimo step è guidato dal biologo evoluzionista John Odling-Smee. E' stato proprio lui a coniare il termine di 'Niche Construction' scrivendo, appunto, un libro intitolato Niche Construction, the neglected process in evolution. Candida ciò come 'processo evolutivo', e nel mondo evoluzionistico risulterà essere un'assoluta novità in quanto, secondo Odling-Smee, gli organismi modificano la propria nicchia e quella degli altri attraverso la creazione di artefatti, di nidi, ecc. In parole povere, modificando la propria nicchia possono avvenire alterazioni chimico-fisiche capaci di influenzare le nicchie altrui, che possono portare ad esempio alla modificazione (o alla scomparsa) di nutrienti.

E' comunque un dibattito relativamente nuovo perché questo concetto nacque nel 2013. per intenderci, io frequentavo le scuole superiori e solo un paio di anni dopo sarei andato all'università, scoprendo questo concetto con un meraviglioso esame che si chiama Ecologia Umana (sostenuto nel 2022). Insomma, un concetto del genere permette di capire sia come il genere Homo (e tutti gli antichi ominini), e sia come ha modificato la nicchia di altri organismi (e come questi si siano influenzati a vicenda), e come l'ambiente modificato abbia influenzato la nostra evoluzione. Per carità, come per ogni concetto evoluzionistico non è semplicissimo e spero con i prossimi articoli di fornirvi una visione leggermente 'diversa' da quella deterministica, anche perché è anche relativamente semplice pensare che l'uomo sia fautore del proprio destino, con gli ambienti e gli organismi che non possono nulla contro questa "forza straordinaria". 

Tralasciando questi discorsi anti-antropocentrici, ritorniamo al nostro discorso. Nel 2016, Laland & Matthews & Feldman scrissero An introduction to Niche Construction Theory. Vediamo i quattro punti più importanti (vedremo poi il tutto nel dettaglio):

• Gli organismi modificano l'ambiente ma non in modo casuale, e la selezione che generano è 'interscambiabile' (si influenzano a vicenda, come detto prima);
  
  
• Qualcosa che viene modificato o si modifica nel tempo, viene trasmesso da una generazione ad un'altra e ciò comporta una continua modificazione dell'ambiente, e viceversa, anche nel futuro. In pratica, ciò che è stato modificato viene 'ereditato' dalle generazioni successive;
  
  
• I caratteri prodotti, e acquisiti, evolutivamente parlando diventano selettivi in quanto influiscono, in modo sistematico, sugli ambienti selettivi;
  
  
• Ambiente ed organismi evolvono, si modificano e si adattano 'contemporaneamente' e in modo complementare. Se un ambiente si modifica, anche l'organismo subirà qualche modifica (e viceversa).

Schema riassuntivo che mette a confronto Niche Construction ed Ecological Engineering
(Matthews et al., 2014)

Questo potrebbe far pensare che la N.C. non sia altro che una sorta di 'fenotipo Esteso', ma diciamo che ha dalla sua il fatto che questo 'fenomeno' è in grado di portare a cambiamenti più rapidi per selezione, dal punto di vista selettivo. Questo potrebbe essere un'arma contro chi nega l'evoluzione dicendo "ci sono stati cambiamenti troppo rapidi e inspiegabili. Beh, il concetto di N.C., e lo vedrete nei prossimi articoli, può spiegare un bel po' di cose interessanti. 

Alcuni detrattori hanno in qualche modo contestato questo concetto in quanto, per loro, non sarebbe altro che un fenomeno legato alla Selezione Naturale, ma la cosa interessante, come indicano gli autori dello studio del 2016, è che questo non è solo un processo di cambiamento ambientale, strettamente legato alla Selezione Naturale e all'adattamento, ma è proprio un cambiamento evolutivo vero e proprio, un diverso Meccanismo Evolutivo come lo sono la Selezione Sessuale, l'Exaptation e Gli equilibri punteggiati, giusto per citarne 3). Questo fenomeno spiegherebbe cambiamenti più rapidi rispetto a quelli studiati da altri Meccanismi evolutivi, soprattutto quando si ha a che fare con genotipi o fenotipi che si 'fissano' in tempi rapidi in una data popolazione, e che in condizioni 'normali' risulterebbero neutri o deleteri. Ho spiegato tante volte che gli organismi accumulano (o perdono) tanti geni nel corso del tempo, e che i Meccanismi Evolutivi (come per esempio l'ambiente con la Selezione Naturale) setacciano i geni già presenti in una data popolazione. Beh, in questo caso vengono 'setacciati/selezionati' tanti geni in tempi rapidi, soprattutto se si ha a che fare con cambiamenti ambientali relativamente rapidi (come quelli legati ai cambiamenti climatici. Ecco perché questo approccio è utilissimo per studiare l'evoluzione degli ambienti e degli animali durante le fasi glaciali). 

Elenchiamo qualche 'effetto' di questo Meccanismo:

• Può eliminare o creare equilibri sia dal punto ambientale che popolazionistico (della specie modificatrice);
  
  
• Può modificare i tassi evolutivi, e possono generarsi dei momenti di 'accelerazione' che non dipendono da variazioni autoprodotte dall'ambiente ma, appunto, dalla Niche Construction (possono verificarsi dinamiche evolutive cicliche);
  
  
• La N.C. è caratterizzata da fenomeni di discontinuità e macroevolutivi, che si contrappongono a quelli standard di 'continuità:
  
  
• La N.C. regola, in qualche modo, gli stati ambientali. Gli organismi riescono a sopravvivere anche in zone inospitali (possono alcuni organismi, in qualche modo, rendere ospitale un ambiente inospitale);
  
  
• La N.C. guida fenomeni di co-evoluzione, e ciò permette la coesistenza di specie diverse dalla comunità 'modificatrice' (è il motore della complessità della comunità).

  

La questione divertente è che non si sa con certezza, nel passato, chi abbia incominciato i 'giochi', ma questa teoria scientifica ci permette di non porci questo problema perché è caratterizzata da una sorta di circolarità: l'organismo influenza l'ambiente e altri organismi e viceversa, non è un processo...lineare!

Vediamo brevemente come si "scatena" la Niche Construction:

•  è l'organismo che mette influenza uno o più fattori ambientali attraverso variazioni casuali nel fenotipo, per variazioni genetiche casuali o per attività di altri organismi. E' come se si creasse una sorta di 'disturbo' sull'habitat, da cui parte il cambiamento ad opera di un organismo (Inceptive);
  
  
• una modificazione ambientale, per cause esterne all'organismo (quindi da parte di fattori abiotici, come la modificazione di un corso d'acqua, o da parte sempre di altri organismi, per esempio), può portare l'organismo a "rispondere" a questo cambiamento attraverso una forma di Ecological Engineering, che in qualche modo tampona l'effetto negativo del cambiamento ambientale. 

Con il prossimo articolo entreremo nel dettaglio di questo straordinario fenomeno. Grazie per la lettura!