AI CONFINI DI PENNY PARTE 1: Un topolino che al mercato il Penny comprò

"Varcando un particolare blog, ci si trova in un'altra dimensione. Il tomismo è la chiave per accederci. Oltre quel blog vi è una dimensione sonora, una dimensione visiva e una dimensione mentale. Siete in un blog composto da luce ed ombra, fra le vette del sapere e delle idee, siete ai Confini di Penny  ~Dottor Uranium 2018 "

Salve a tutti Gaussiani e benvenuti in questo nuovo episodio di "Ai confini di Penny". 

Voglio dare il via a una nuova rubrica dove analizzeremo gli articoli del nostro professor Penny. 

Prima di iniziare, tutti voi vi sarete posti questo quesito: Ma chi è Penny?

Penny in tutto il suo splendore

Per chi non sapesse chi fosse, Penny è un professore di cui nome non posso rivelare e non posso neanche mostrarvi una sua foto, e quindi ho dovuto provvedere da me (quello che vedete in cima è il suo aspetto che si avvicina nella vita reale). 

Realmente Penny, come ho già accennato prima è un professore di scienze naturali, in una scuola secondaria cattolica romana: "La fondazione Cristo Re", in particolare di un liceo classico incluso nella suddetta scuola.

La scuola dove lavora Penny

Penny nel tempo libero, si dedica in particolare a un suo blog personale chiamato con il nome pungente di: "Critica Scientifica" dove pubblica articoli su vari argomenti, pure sull'attualità. Il nostro Penny è un tomista (seguace di Tommaso d'Aquino). Come faccio a sapere che il nostro Penny è un tomista? 

Elementare Gaussiani, da una citazione peculiare che ha inserito nell'intestazione del sito:

"Adaequatio rei et intellectus~Tommaso d'Aquino ~Isaac Israeli ben Solomon (autore originario) ~Avicenna (presunto)"

Tradotto dal latino, significa: "Adattare la realtà e l'intelletto", è la concezione di verità secondo Tommaso D'Aquino, ovvero una corrispondenza fra la realtà che ci circonda e la sua rappresentazione concettuale. Ma in realtà non è lui l'autore originale. 

L'autore di quel detto è ancora discusso, alcuni pensano che sia  Isaac Israeli ben Solomon un filosofo e medico egiziano, ma di cultura ebraica, oppure Avicenna un matematico e fisico persiano. 

Oggi sono qui per parlarvi di un suo articolo che ha scritto nel lontano 2012, dove ha commesso alcune inesattezze. 

Premetto che non ho ostilità nei suoi confronti, sto solo cercando di correggere un suo articolo, ricordo a Penny che se leggerà questo articolo, la rubrica è a scopo goliardico non è fatta per essere offensiva. 

LET'S START

L'articolo è del 8 febbraio 2012 ed è questo, e qui ce il titolo:

Evoluzione: ancora "favole" da personaggi autorevoli

Ammazza che titolone da prima pagina, da far impallidire Enrico Mentana e continua:

Ecco lo sapevo, mi ha sentito.

"Il topo e l'elefante: una storia evolutiva tutta da scoprire"

Mmmm, ora è riuscito a stuzzicare la mia curiosità. 

"Ci vogliono 24 milioni di generazioni perché un topo diventi come un elefante"

 Cosa? Un topo che diventa un elefante dopo 24 milioni di generazioni? Ma ce qualquadra che non cosa qui. Il topo e l'elefante che hanno 2 rami evolutivi diversi, dovrebbero convergere fra 24 milioni di generazioni? 

"Si protesta contro la cancellazione del darwinismo dai programmi delle scuole medie, si grida al degrado del sistema scolastico e contemporaneamente si diffondono notizie che, contrastando con le evidenze fossili e con la ragione, generano ignoranza"

Su su si calmi la prego non vada in escandescenza. Quello che dovrebbe essere arrabbiato qui, sono io, visto che nessuno vuole dimostrare le ipotesi di Riemann.

"Che si tratti di una “favola” devono averlo capito anche quelli del Corriere della Sera, quando due giorni fa, il 7 febbraio 2012, per presentare l’articolo intitolato Un topo può diventare grande come un elefante in 24 milioni di generazioni, hanno scelto l’immagine di Dumbo, il famoso cartone della Disney:"

La foto di Dumbo presente sull'articolo citato da Penny

Penny cita un articolo di giornale del corriere della sera del 6 febbraio 2012 questo qui che presenta come titolo:

"Un topo può diventare grande come

un elefante in 24 milioni di generazioni"

Il titolo non dice che un topo diventa un elefante, ma che può diventare GRANDE come un elefante dopo 24 milioni di generazioni. E l'articolo continua:

 "Un topo può diventare grande quanto un elefante? La risposta è sì. Ci mette un po'. Un tempo pari a 24 milioni di generazioni. Ma alla fine ci arriva: il topo raggiunge la mole dell'elefante (parliamo di dimensioni)"

L'articolo, cita uno studio della P.N.A.S (Proceedings of The National Academy of Sciences) che trovate qui (in lingua originale) redatto da 20 ricercatori da tra cui paleontologi e biologi.
 Siccome sono un tipo meticoloso e qualcosa non mi tornava, sono andato a leggere lo studio originale e ho trovato questa frase in inglese:

"How fast can a mammal evolve from the size of a mouse to the size of an elephant?"

Che tradotta dalla lingua anglofona significa in italiano:

"Quanto velocemente può evolvere un mammifero dalle dimensioni di un topo a quelle di un elefante"

Lo studio non parla di topi che diventano elefanti, ma al contrario dei primi mammiferi che dalle dimensioni ridotte sono diventati per il susseguirsi di molte generazioni e per l'evoluzione molto più grandi. Quindi colpo di scenona, sia la giornalista che il nostro Penny hanno sbagliato a comprendere, cose che capitano, non ce da preoccuparsi.
Nello studio, i 20 paleontologi e biologi, hanno utilizzato una metrica paleontologica, ovvero hanno calcolato partendo da un antenato comune dei mammiferi, la velocità con cui si sono evoluti. Hanno utilizzato 28 cladi (ovvero 28 gruppi di specie con antenato in comune) per fare questo conto.

"Chi invece sembra prendere la cosa molto sul serio è l’onnipresente Telmo Pievani, che chiamato a commentare la notizia ha affermato:

«Quando i mammiferi hanno trovato il terreno libero dai dinosauri, si sono sviluppati» sottolinea Pievani. Non è andata in questo modo a tutti i mammiferi. Mentre alcuni si dilatavano, altri rimpicciolivano, con una velocità di dieci volte superiore a quella di crescita.

Insomma, quando finalmente i mammiferi non hanno dovuto più nascondersi dai dinosauri hanno potuto ingrandirsi (ovviamente col meccanismo per “caso e selezione”), ma allora perché mai qualcuno ha scelto invece di rimpiccolirsi… e di corsa pure?

E perché poi non l’ha fatto prima quando ciò poteva essere più utile per fuggire dai dinosauri?

“Ignoramus et ignorabimus…”"

Prima di andare avanti vi introduco un altro personaggio che si chiama Telmo Pievani. Per chi non sapesse chi sia, è un filosofo della scienza ed evoluzionista italiano che dal 2017 è presidente della SIBE (Società Italiana di Biologia Evoluzionistica). Fra Pievani e il nostro Penny non circola un buon sangue, anzi Pievani è il "nemico giurato" del nostro Penny, che già a sentire il suo nome gli si rizzano i capelli in testa.

Telmo Pievani

Andiamo a controllare la frase "incriminata" di Pievani nell'articolo originale:

 «Quando i mammiferi hanno trovato il terreno libero dai dinosauri, si sono sviluppati» sottolinea Pievani. Non è andata in questo modo a tutti i mammiferi. Mentre alcuni si dilatavano, altri rimpicciolivano, con una velocità di dieci volte superiore a quella di crescita>

Vista così sembra che il fatto con cui i mammiferi si siano rimpiccioliti, sia un fatto misterioso, ma in realtà, continuava e diceva:

 «La velocità con cui si sono rimpiccioliti nelle isole», aggiunge l'esperto, «è dovuta a fattori fisici. Nelle isole si ha il fenomeno cosiddetto nanismo insulare. Qui il processo di crescita è svantaggioso. Secondo i ricercatori a causare il nanismo potrebbe essere stata la scarsità di cibo presente in un ambiente ristretto. In questo caso, se si è piccoli è meglio, perché si sopravvive con meno cibo».

 Pievani, parlava di un fenomeno, conosciuto con il nome di nanismo insulare cos'è? E' quando i mammiferi (è stato osservato solo in loro) diminuiscono le loro dimensioni, per esempio in caso di carenza di cibo o per causa di fattori fisici ambientali (non fenomeni casuali). Il nanismo insulare non avviene soltanto nelle isole, ma anche in foreste inaccessibili, valli isolate e nelle oasi del deserto.
Esiste anche il gigantismo insulare che è il fenomeno opposto ovvero quando i mammiferi e non solo loro, anche uccelli e rettili, raggiungono dimensioni elevate, a patto che si trovino in habitat isolati.
I mammiferi non si sono ingranditi con il meccanismo "caso e selezione", ma per radiazione adattiva. Vero che la selezione naturale è inclusa nel "pacchetto" e vorrei sfatare un "mito". Le mutazioni "casuali" che vengono descritte nel Neodarwinismo, fanno parte della categoria: Mutazioni spontanee (pagina 4/17) e SONO RARE, la probabilità che avvengano in natura sono molto basse circa una ogni 10^6-10^8 nucleotidi. La maggior parte di esse sono mutazioni puntiformi che prevedono una sostituzione di un nucleotide con un altro per esempio purina con un'altra purina, una pirimidina con un'altra pirimidina oppure da purina a pirimidina (meno frequente). Di queste quelle svantaggiose per l'individuo sono quelle di non senso, ovvero che si va a formare nell'RNA messaggero un codone (una tripletta di 3 nucleotidi) di stop. Questo tipo di codone non codifica nessun amminoacido e serve come arresto. Questo "codone birbantello" può interrompere ad esempio la sintesi di una proteina utile alla cellula. Un altro tipo di mutazione che fa sempre parte di quelle puntiformi, oltre alla sostituzione di un nucleotide, è il frame shift ovvero l'inserimento o la rimozione di un nucleotide facendo cambiare l'ordine di lettura e questa è totalmente dannosa. Le mutazioni spontanee non avvengono "per uno schiocco di dita", ma attraverso vari meccanismi:

• Le quattro basi nucleotidiche del DNA sono parzialmente instabili: (Le basi possono variare in 2 forme quella frequente e quella rara. Se nel caso una base dovesse variare in un'altra ed appaiarsi a una base sbagliata)
• Le basi possono cambiare in seguito a una reazione chimica: (Per esempio la deamminazione ovvero una perdita di un gruppo amminico che converte la citosina in uracile e quindi l'enzima RNApolimerasi, "confuso" metterà un adenina e non la guanina, per rispettare la complementarietà)
• La DNA polimerasi può compiere errori di duplicazione: (Il meccanismo purtroppo non sempre è perfetto e a volte può portare errori. Normalmente essi vengono corretti nella fase di duplicazione e correzione bozze, ma a volte sfuggono)
• Il meccanismo della meiosi non è perfetto: (Nel processo meiotico, può succedere che i cromosomi omologhi non si separino correttamente e succede l'aneuploidia, ovvero si ha un numero maggiore o minore di cromosomi rispetto all'assetto diploide)

Voglio ricordare inoltre che le mutazioni NON SONO LA FORZA TRAINANTE DELL'EVOLUZIONE, ma UN PRESUPPOSTO CHE FORNISCE LA VARIABILITA' GENETICA SU CUI AGISCONO SELEZIONE NATURALE E GLI AGENTI EVOLUTIVI . 
Vero che in natura le mutazioni dannose sono di più rispetto a quelle benevoli e qui anch'io concordo, ma essendo gran parte di esse puntiformi, sono anche reversibili e che gli organismi hanno anche sviluppato dei sistemi di correzione per arginare le mutazioni dannose.

Ora vorrei rispondere alle domande che Penny ha posto nel suo articolo:

"ma allora perché mai qualcuno ha scelto invece di rimpiccolirsi… e di corsa pure?"

"E perché poi non l’ha fatto prima quando ciò poteva essere più utile per fuggire dai dinosauri?" 

La risposta alla sua prima domanda è in una legge fisica che Galileo scoprì nel 1638 e che ne parlò nella sua opera "Dialogo e dimostrazioni matematiche intorno a 2 nuove scienze", pubblicata in segreto in Olanda (perchè Galileo come sa aveva abiurato al processo del 1633) sempre nello stesso anno. Si chiama: "Legge del cubo quadrato" e che ha creato problemi alla natura.
Caro Penny, deve sapere (dovrebbe visto che è un laureato in scienze biologiche) che nelle cellule, vi sono dei particolari organelli chiamati mitocondri. Essi svolgono le funzioni metaboliche cellulari. Nella fase di fosforilazione ossidativa dove viene prodotta una moneta di scambio chiamata ATP (Adenosinatrifosfato), per arrivare sino a questa fase viene liberata energia termica.

Adenosintrifosfato

Per capire cosa intendo con la legge del cubo quadrato prendiamo ad esempio un cubo avente uno spigolo di 1cm, la sua superficie è di 1cm2 e il suo volume è di 1cm3. Bene, ora raddoppiamo le sue dimensioni, ora il nostro cubetto ha uno spigolo di 2cm, la sua superficie è di 4cm2 e il suo volume è di 8cm3. Ora triplichiamo le dimensioni del cubo da 1cm e avremo a uno spigolo di 3cm, la superficie è di 9cm2 e il suo volume è di 27cm3. Ora quadruplichiamo le dimensioni il cubo di 1cm e avremo uno spigolo di 4cm, la sua superficie è di 16cm2 e il suo volume è di 64cm3. Avete notato qualcosa? Si, vedete che il volume aumenta più della superficie?

Esempio con i cubi

In natura gli animali molto grandi come gli elefanti e i rinoceronti, hanno un corpo molto grosso e disperdono calore molto lentamente, perchè hanno molto volume. Per ovviare al problema hanno rallentato il loro metabolismo e nelle loro cellule ci sono pochi mitocondri e funzionano al minimo. Gli elefanti si nutrono con poco. Gli elefanti hanno anche sviluppato delle enormi orecchie per disperdere il calore, si fanno i bagni nel fango e si raffreddano con l'acqua. 

Gli animali molto piccoli hanno un corpo piccolo e hanno meno volume interno e perdono calore molto più in fretta. Per ovviare al problema, hanno accelerato il loro metabolismo, le loro cellule hanno molti più mitocondri che lavorano molto. Gli animali piccoli devono mangiare il doppio della loro massa e in brevi intervalli.
Per rispondere alla anche alla seconda domanda, aggiungo che le dimensioni ridotte dei primi mammiferi, non erano causate SOLO dai dinosauri, ma anche per il fatto che avevano dei sistemi di regolazione metabolici e di termoregolazione non abbastanza evoluti.
Si ipotizzava prima del 2015 che i mammiferi si siano evoluti dopo il periodo del Cretaceo, ma invece abbiamo uno studio pubblicato su Le Scienze che si rifà allo studio pubblicato su Current Biology che è composto dal contributo di altri studi che trovate nei riferimenti. Lo studio semplicemente parla che la radiazione adattiva non è iniziata dopo il cretaceo, ma prima nel periodo Giurassico e che abbia differenziato i mammaliaformi (primi mammiferi) nei denti e nella formazione dell'orecchio medio. Queste differenziazioni sono avvenute velocemente verso il periodo Giurassico. Non si conosce la causa che ha permesso tutto ciò, ma ci sono delle ipotesi, per esempio dal cambiamento ambientale, allo sviluppo della pelliccia, al sangue caldo ecc.

Il grafico riguardante lo studio

Nel grafico, potete notare in alto abbiamo le cladi con tutti i primi mammiferi, il colore blu, indica un processo lento e quello colorato in rosso, un processo veloce. La parte interessante di cui dovete guardare, è il grafico sotto alle cladi. Esso indica dei cambiamenti caratteristici (riferiti al lignaggio per milioni di anni), se fate caso vedete anche dei cambiamenti nel periodo Triassico, ma non sono ritenuti significativi per la media. Vedete che nel periodo fra Alto e l'inizio del Medio Giurassico, abbiamo un bel picco di cambiamenti e che dopo nel periodo del Cretaceo avvengono con molta lentezza. Il periodo di cambiamento ha avuto dopo un rallentamento. 

"E l’intervista poi prosegue:

«prendendo in esame i fossili dei mammiferi vissuti dopo l’estinzione dei dinosauri di 65 milioni di anni fa. Quando c’erano i dinosauri, i mammiferi avevano dimensioni ridotte come quelle di un topino o di un topo-ragno. Dopo l’estinzione sono comparsi balene, elefanti e pipistrelli».

In definitiva quello che l’articolo vuole comunicarci è che ci vogliono 24 milioni di generazioni per passare ad esempio da topo a elefante e 12 milioni da topo a balena, quello che invece passa in sottofondo è che l’evoluzione è graduale. E qui sta l’inganno"

Allora, qui ce un'imprecisione di Penny, è vero che nell'articolo si parla in modo totalmente errato che il topo possa diventare elefante dopo 24 milioni di generazioni (mal tradotto dalla giornalista che ha scritto quell'articolo), ma è solo nel primo paragrafo, dopo negli altri paragrafi non se ne parla più. Non ce scritto che il topo diventa una balena in un numero dimezzato di generazioni, ma:

" Per esempio, i mammiferi acquatici hanno avuto un'evoluzione a parte. A quanto pare l'acqua li ha favoriti. Per raggiungere le proporzioni delle balene, partendo dalle dimensioni dei topi, ci hanno messo la metà del tempo rispetto alla crescita dei mammiferi terrestri. «In mare erano più liberi di muoversi e non avevano la gravità che poteva influire negativamente sul peso»"

Si parla di mammiferi GRANDI come topi che hanno dato origine ai cetacei come le balene ed è stato mal compreso. Ricordo che l'evoluzione dei primi mammiferi non è stata né lineare e né progressiva e nessuno sostiene questo, nemmeno io.

"Come si può affermare che ci vogliono 12 milioni di generazioni per passare dal topo alla balena quando non abbiamo che pochi fossili degli antenati della balena e che la ricostruzione attualmente accettata lascia molto spazio a  speculazioni e ipotesi tutte da verificare? E che dire poi che una volta formati i cetacei, questi siano rimasti invariati per 55 milioni di anni?"

Allora i primi mammiferi, non erano dei topi. Il topo, è un mammifero vero e proprio, invece i primi mammiferi non lo erano, ma erano dei mammaliaformi (l'aspetto era quello dei veri mammiferi, ma non avevano del tutto le loro caratteristiche, erano degli intermedi, alcuni deponevano le uova, altri avevano l'andatura da rettile ecc). L'antenato (parente) delle balene è il Pakicetus, un mammifero di terra che era anche un carnivoro, si chiama così perchè venne trovato nel Pakistan.

Una ricostruzione del Pakicetus.

Pakicetus versione ossa

Evogramma dell'evoluzione delle balene

Ricordo che i mammiferi rappresentati (l'ippopotamo non c'entra) non hanno un antenato diretto (in comune si), hanno tutti rami evolutivi diversi. Loro sono parenti delle balene e fanno parte del sottordine degli Archeoceti (cetacei primitivi), di aspetto non assomigliavano a balene, ma avevano delle caratteristiche simili alle balene, in particolare l'orecchio ricoperto da una parete ossea simile a quella presente nelle balene moderne. 

Confronto fra Ambulocetus e il Pakicetus

Nell'immagine vediamo un confronto fra Ambulocetus e il Pakicetus. L'ambulocetus, è l'antenato del Basilosauro. Come vedete, l'Ambulocetus, aveva uno stile di vita acquatico, le zampe sia anteriori che posteriori erano corte e le mani e i piedi erano più larghi.

Evoluzione dello sfiatatoio

Scheletro di Dorudon

Basilosaurus

In particolare il Basilosaurus e il Dorudon sono definiti antenati molto più simili alle balene. Vedete che gli arti posteriori sono diventati molto piccoli, inutilizzati e che gli arti anteriori si sono accorciati e non ce più traccia dell'articolazione del gomito? I cetacei hanno avuto diverse specie e diramazioni.

"In poche parole, quello che sappiamo è che ad un certo punto, 55 milioni di anni fa compaiono le balene, e poiché sono passati circa 20 milioni di anni dall’estinzione dei dinosauri, ci viene detto che ci vogliono 12 milioni di generazioni per passare da topo a balena. Niente viene quindi detto sul fatto che la stasi è la regola nella vita delle specie (con buona pace di S.J. Gould), e che quindi di quei 12 milioni di generazioni la maggior parte non ha prodotto alcun cambiamento."

Allora non è che 55 milioni di anni fa sono comparse con uno schiocco di dita le balene. Quelli erano degli antenati, dei parenti alla lontana, ma non erano delle balene vere e proprie. Non è che ci sono volute 12 milioni di generazioni, non era questo il punto dello studio, era per far capire che l'ambiente acquatico ha favorito le grandi dimensioni delle balene in poco tempo rispetto ai mammiferi terrestri, perchè come tutti sappiamo in acqua ce la forza di Archimede che spinge verso l'alto in base al peso del fluido spostato. Sbagliato ci sono stati dei cambiamenti non istantanei, ma ci sono stati.

"Ma di questo nessuna parola, chi avrà letto l’articolo volterà pagina convinto che l’evoluzione sia graduale… come si pensava ai tempi di Darwin."

Allora, nessuno della comunità scientifica e nemmeno io sostengo che l'evoluzione sia stata graduale e neanche progressiva. 

Bene Gaussiani, il mio post finisce qui, mi raccomando condividetelo e saluto Penny.