Il futuro della scienza: Evoluzione

reportage di Luisa Spairani

Introduzione
Evoluzione della materia
Evoluzione della vita
Evoluzione della mente
Conclusioni

Gli organizzatori della conferenza: : Umberto Veronesi Foundation, Fondazine Giorgio Cini, Fondazione Silvio Tronchetti Provera

Introduzione

Venezia 21-23 settembre 2006.
Seconda edizione della conferenza “The future of Scienze” presso la fondazione Cini.
Tema: Evolution.
Scopo della conferenza: la divulgazione verso gli esperti di comunicazione perché a loro volta alimentino una cultura scientifica. Gli oratori straordinari provenienti dalla elite mondiale della comunità scientifica.

Evoluzione della materia

La prima giornata è stata dedicata all’evoluzione cosmologica. (The Universe from the Big Bang to the future) Qui di seguito i messaggi più che sono stati condivisi da tutti i relatori. Gli attuali telescopi in orbita nello spazio e sulla terra hanno consentito di studiare le onde elettromagnetiche che pervadono l’Universo ( raggi X, microonde, raggi gamma, onde emesse nel visibile). Grazie ai dati raccolti è stato possibile rielaborare le teorie cosmologiche Così si è scoperto di conoscere solo una piccola frazione dell’Universo, non più del 5%. La maggior parte dell’energia e della massa che lo costituisce, circa il 25% è ancora ignota, giustificandone l’appellativo di Materia Oscura. Ma ancora più enigmatica è la scoperta che l’Universo sta accelerando la sua espansione per la presenza di una forma altrettanto oscura di energia, che ne costituisce il 70%. Perplessità da parte dei giornalisti, delusi, sia dal linguaggio considerato “difficile” che dal fatto che è stato dichiarato di poter spiegare solo il 5% di ciò che si trova nell’Universo. Si spende tanto per ottenere così poco? Ci sono così poche certezze? Forse non è stata apprezzata l’onestà scientifica di chi non si esprime in genere con dichiarazioni mirabolanti e definitive. E’ stato chiesto quanto il lavoro dell’astronomo/astrofisico dipenda dalla fantasia. Risposta: nel passato il 100% delle teorie erano basate su intuizioni, ora grazie agli strumenti disponibili l’80%. La cosmologia e la biologia affrontano dei problemi comuni, di conseguenza difficoltà nel fare esperimenti per capire l’evoluzione. Grazie alla fisica delle particelle però si possono comprendere gli aspetti oscuri della cosmologia. Il campo di ricerca sperimentale di particelle identificate dalla teoria della supersimmetria può spiegare di che cosa è costituita la materia oscura ( particelle gravitazionali che non emettono radiazioni) Ancora più difficile è dare un’evidenza sperimentale della energia oscura: la teoria delle stringhe che potrebbe spiegarla presenta grosse difficoltà per riscontri sperimentali. Anche la spiegazione dei primi 400.000 anni dell’Universo non è priva di incognite, la teoria inflativa (link a ) assieme a quella delle fluttuazioni quantistiche è consolidata ma non completamente condivisa , ad esempio l’astronoma M. Hack non ne è pienamente convinta perchè l’effetto inflativo non è ancora riscontrabile con le osservazioni astronomiche. Continua a esercitare il suo fascino la teoria dei buchi neri presenti in ogni galassia e rimane assolutamente senza una risposta definitiva se sono esistite prima le stelle o le galassie. L’evoluzione chimica dell’Universo con la formazione degli elementi più pesanti è ora ragionevolemente compresa. Ancor più d’impatto la scoperta di pianeti extrasolari; solo da dieci anni si fa ricerca e già più di 200 pianeti sono stati identificati ( nessuno è stato visto ma la presenza è stata valutata grazie a distorsioni nella orbita della stella ,variazioni di luminosità delle stella). Quello che si pensava fosse il modello di un sistema planetario è risultato essere solo uno dei possibili , si sono rilevati pianeti gassosi vicina ad una stella oppure orbite planetarie piu’ vicine Alla stella di quella di Mercurio che finora sembrava un caso limite infernale. Si pensa che se ne scopriranno migliaia di pianeti extrasolari, con la possibilità di trovare anche pianeti abitabili, Cioè con le caratteristiche per ospitare la vita. I progetti attuali sono mastodontici: a volte 300 scienziati collaborano assieme. Esiste il problema di motivare tutti a collaborare, perché è più che evidente che solo per alcuni ( meno di 10) ci sarano fama e riconoscimenti.

 

CHAIR: Lodewijk Woltjer - Professor of Astronomy and Astrophysics. Haute Provence Observatory, France
Lisa Randall - Professor of Physics, Harvard University - The evolution of the Universe
Paolo de Bernardis - Professor of Astronomy and Astrophysics, La Sapienza University, Rome - Formation of first cosmological structures
Günther Hasinger–Astrophysicist, Director Max-Planck-Physics for Extraterrestrial Physics, Germany - X-ray view of the formation of the first objects in the Universe
Margherita Hack – Professor of Astronomy and Astrophysics, University of Trieste - From megastars to galaxies, from galaxies to stars
CHAIR: Franco Pacini - Professor of Astronomy and Astrophysics University of Florence, Astronomical Observatory, Arcetri, Florence
Giovanni Bignami – Professor of Astronomy and Astrophysics University of Pavia, Director Centre d’Etude Spatiale des Raynnements, Toulouse, France -Exploring our evolving Universe from Space
Lodewijk Woltjer - Professor of Astronomy and Astrophysics. Haute Provence Observatory, France - Exploration of the Universe from Earth
Luigi Piro - Astrophysicist, Istituto Astrofisica Spaziale Fisica Cosmica, INAF, Rome - The brightest explosions in the Universe
Willy Benz – Professor of Physics and Astrophysics, University of Berne - Extra-solar planets and the search for life

Evoluzione della vita

Seconda giornata centrata sul’evoluzione biologica e sul futuro biologico dell’uomo.(Darwinism in the light of modern genetics ) . Come studiare l’evoluzione genetica che supporta la teoria darwiniana. Diverse sono le vie. Lo sviluppo biologico è il processo evolutivo che conosciamo bene ed è il prototipo di ogni altro sviluppo. La teoria di fondo ha passato molte fasi, ora però possiamo sintetizzarla così: tutti gli organismi viventi derivano dallo stesso gruppo di organismi ancestrali che popolavano alcune regioni della terra quasi quattro miliardi degli anni fa.
Tutto questo è avvenuto principalmente in virtù dell'interazione di due forze irriducibili che denominiamo: mutazione casuale e la selezione naturale.
A causa del primo fenomeno, in ogni specie ,in ogni momento si presentano tipi sempre nuovi di diversi organismi, di forme un po' differenti rispetto a quelle precedenti. Su questa base l'ambiente assegna a tipi differenti possibilità differenti ai discendenti: alcuni ne lasciano molti, alcuni molto pochi. Questa selezione essenzialmente automatica impiegata dall'ambiente locale è stata chiamata selezione naturale. L'interazione di queste due forze spiega essenzialmente tutti gli eventi biologici che stiamo osservando.
Il cervello dell’uomo è diventato tre volte più grande negli ultimi due milioni di anni garantendogli una sempre migliore sopravvivenza. Gli scienziati si sono concentrati sullo studio delle dimensione del cervello nel corso dell’evoluzione. Dallo studio dei fossili emerge però che l’evoluzione dell’uomo non ha un andamento lineare dal semplice al complesso ma è fatta invece di diversità con specie che nascono e poi si estinguono e cambiamenti si accumulano tutti a assieme e ogni tanto, sommandosi a fattori esterni ambientali ,avvengono salti tecnologici, che si accentueranno nei prossimi anni e che incideranno di più come forze evolutive rispetto a quelle biologiche.
Perché temere la teoria evoluzionista darwiniana? Bisogna ricordare che la paura di fondo è che il concetto di selezione naturale possa essere esportato in altre discipline ( economia, sociologia), ma le analogie non sono nè obbligatorie nè scientifiche.

In ogni caso l’evoluzione biologica dell’uomo non è conclusa anche se è difficile prevedere come avverrà. Se qualche novità comparirà, sarà fra qualche migliaio di d’anni. Nel frattempo però l’uomo potrebbe cominciare a modificare artificialmente il proprio genoma. “Hic sunt leones”
Una delle scoperte più sorprendenti di biologia moderna è il legame genetico con tutte le altre specie viventi su questo pianeta. Il codice genetico in se è comune. Tutti i meccanismi molecolari fondamentali della cellula sono ripartiti con tutti gli altri organismi multicellulari, dalle piante e dai funghi. Persino le funzioni uniche delle nostra specie, quali il linguaggio articolato, possono essere capite meglio grazie a confronti con altre specie( si sono sentite registrazioni di frasi chiare articolate espresse da una foca o da alcuni uccelli). Quindi se da una parte ci sono pochi geni, la cui mutazione porta a cambiamenti impressionanti altri hanno relazioni così complesse, che una mutazione non viene evidenziata. Un parallelo informatico: ci sono geni che possono essere considerati dei pezzi di un programma software e assumono il ruolo di subroutines di un programma, sono cioè utilizzati da più task, quindi una modifica al loro interno porta a cambiamenti significativi. Per altri geni è opportuno invece pensare ad un modello di costruzione simile ad un programma preparato con una tecnica di programmazione ad oggetti, si sa cosa fanno questi geni-oggetti ma non come agiscono e vengono scartati quando non servono più senza danni per la complessità di cui fanno parte.
Nella comunità scientifica c’è timore riguardo all’ Intelligent Design e si ritiene fondamentale impegnarsi in una maggiore comunicazione ( dati statistci alla mano; il 59% degli Americani pensano che l’uomo è rimasto sempre uguale a se stesso per milioni d’anni e così sarà per sempre, il 38% è convinta dell’approccio creazionistico; dati di indagini similari svolte in Italia, danno risultati differenti ma il commento generale è che se è c’è una maggiore conoscenza della teoria evoluzionistica, non significa che questa sia compresa. Il filosofo Dennett è stato pessimista sulla possibilità di comunicare :”Insistere a convincere può avere l’effetto opposto. Ecco il suo aneddoto; partecipò con un amico ad una trasmissione televisiva che analizzava le superstizion;i dopo aver portatie argomentazioni logiche di peso Dennett era tutto soddisfatto del suo intervento, ma un amico gli chiese di verificare con il pubblico se l’opera di convincimento aveva funzionato. Si chiese così al pubblico quanti erano superstiziosi prima della partecipazione al programma.: il 30% e alla fine? 70%, se una persona così intelligente e colta si era impegnata tanto ad attaccare le superstizioni, allora probabilmente ci doveva essere qualcosa di vero.
A conclusione della giornata, la sezione gestita dalla'associazione AIRC ha fatto il punto sull'evoluzione del cancro come malattia. Il legame tra evoluzione e malattia tumorale rispetta il paradigma darwiniano di mutazione spontanea e selezione della mutazione. Infatti, sebbene i tumori abbiano il loro picco d'incidenza dopo la fase riproduttiva e dunque non siano soggetti a pressione evolutiva, il loro comportamento presenta aspetti che ricordano quelli di un organismo in competizione per risorse limitate, Si è compreso ormai abbastanza bene come si formano i tumori( fattori concomitanti di mutazioni genetiche, cause ambientali e invecchiamento). Le terapie di domani, personalizzate sul profilo genetico del tumore, sapranno dare un vantaggio all'organismo ed uno svantaggio alla progressine della malattia.

 

CHAIR: Peter Atkins – Professor of Chemistry, Oxford University
Edoardo Boncinelli - Professor of Biology and Genetics, Vita-Salute University, Milan - Biological evolution to-day
Denis Duboule - Professor of Zoology and Animal Biology, Geneva University; Director NCCR 'Frontiers in Genetics', Geneva - Genomes and Evolution
Ian Tattersall – Division of Anthropology, American Museum of Natural History, New York - Patterns in human evolution and the human biological future
Tecumseh Fitch - School of Psychology, University of St. Andrews, Scotland - The Brotherhood of Species and the Future of Biology
Luigi Luca Cavalli Sforza – Professor of Human Genetics, Stanford University - Biological and cultural evolution, an interplay

Evoluzione della mente

La terza giornata è stata dedicata all’evoluzione della mente. (A natural history of culture) Il futuro dell’intelligenza e’ stata una sessione estemamente stimolante Sono stati presentati risultati e sono state illustrate ricerche in corso.

I risultati
Grande successo nella comprensione su come funziona l’elaborazione delle informazioni nella corteccia cerebrale con la messa a punto di un modello che descrive e mima le funzioni umane; questo è un primo passo per capire come funziona l’intero cervello.
Nuove ipotesi sul funzionamento della nostra mente da altri fronti scientifici, genetica, antropologia, etologia e psicologia. Dall’intervento di L.L. Cavalli Sforza si evidenzia uno spostamento di prospettiva: i geni influenzano profondamente il pensiero e dunque il comportamento umano, ma l’evoluzione culturale è diventata tanto potente da modificare a sua volta il patrimonio genetico.
Affascinante l’indagine su che cos’è il giudizio morale: l’esperimento consiste nel descrivere una serie di situazioni apparentemente diverse ma sostanzialmente con la stessa conclusione: il tester volontario deve decidere se sacrificare una vita umana per salvarne molte altre; ebbene i risultati sono stati differenti a seconda di come veniva descritta la situazione. La ripetizione dei test ambientati nel giusto contesto con popolazione amazzoniche con nessun contatto con la nostra civiltà, ha portato a considerazioni curiose: i tester volontari “selvaggi” hanno rivelato scelte simili al campione selezionato nella nostra civiltà ma queste scelte sono risultate più razionali, in qualunque circostanza era preferibile, per salvare vite umane, sacrificarne una. Questa serie di esperimenti sostiene una teoria alternativa che spiega l’evoluzione dell’istinto morale. che si sviluppa naturalmente presso ogni bambino, allo scopo di generare i giudizi veloci circa che cosa è morale ; tale istinto èo basato su una grammatica inconscia di azione. L’istinto morale è stato progettato dalla mano cieca di milioni di anni di selezione darwiniana.

 

CHAIR: Giulio Giorello - Professor of Philosophy of Science, University of Milan
Steven Pinker - Johnstone Family Professor, Department of
Psychology, Harvard University - The Cognitive Niche
Marc Hauser - Professor of Psychology, Organismic & Evolutionary Biology and Biological Anthropology, Harvard University - Evolution of a Universal Moral Grammar
Michael Gazzaniga - Director Sage Center for the Study of Mind, University of California, Santa Barbara - Are Human Brains Unique?
Antonio Damasio - David Dornsife Professor of Neuroscience; Director, Brain and Creativity Institute, University of Southern California - Perspective from neuroscience
Irenäus Eibl-Eibesfeldt - Professor, Humanethologische Filmarchiv, Max-Planck-Gesellschaft und Humanwissenschaftliches Zentrum der Ludwig-Maximilian Universität München, Germany - Final remarks
Marcelo Sánchez Sorondo - Chancellor Pontifical Academy of Sciences, Vatican City
Tomaso Poggio - Eugene McDermott Professor, Computer Science and Artificial Intelligence Lab, M.I.T.
Finally: coevolution of neuroscience and AI?
Maurizio Martelli - Professor of Informatics, Dean Faculty of
Sciences MFN, University of Genova - A Computer Science Perspective
Philip Pettit - William Nelson Cromwell Professor of Politics and Human Values, Dept of Philosophy, Princeton University - The Evolution of Norms
Daniel C. Dennett - University Professor and Austin B. Fletcher Professor of Philosophy, Director Center for Cognitive Studies, Tufts University - The Domestication of the Wild Memes of Religion

Conclusioni

L'evoluzione è un concetto centrale in molte discipline scientifiche, dall'astrofisica, dalla genetica alla fisolofia e alla psicologia. Le riflessioni sull'evoluzione sono riflessioni su se stessi, sul nostro futuro e sul nostro ruolo nell'Universo.

Come chiosa la nota dì apertura della conferenza del ministro italiano della ricerca e innovazione e dell’ Università Mussi, così sintetizzabile benchè l’Italia sia il paese che spenda meno per la ricerca nella comunità europea è ai primi posti per la produzione scientifica. Che cosa significa e come si fanno questi conti?

[019.LS.TDF.2006 - 30.10.2006]