## Evoluzione biologica L'evoluzione biologica accumula tratti adattivi, codificandoli in geni. Con il tempo, le varie soluzioni che gli organismi biologici si sono inventati per sopravvivere nei propri ambienti sono diventate più complesse. Mentre è vero che in un determinato ambiente tutti gli organismi sono ugualmente ben evoluti, poiché per definizione essi sono adatti alla propria nicchia ecologica, quelli che sono in grado di esprimere un più ricco insieme di comportamenti, e le cui informazioni genetiche permettono loro di rispondere al proprio ambiente in modi più acuti e vari, si adatteranno di più e saranno più in grado di sopravvivere.
I geni degli organismi più adatti vengono trasmessi tramite la riproduzione sessuale. E l'impulso a riprodursi, dal punto di vista dei geni, è il motivo per cui gli organismi esistono. Senza riproduzione i geni non hanno modo di essere trasmessi, di dimostrarsi adatti agli ambienti presenti o futuri, dove gli organismi che codificano devono sopravvivere.
## L'evoluzione della conoscenza Il modo in cui le società umane hanno trasmesso la conoscenza e accumulato nuovi modi di adattarsi ai vari ambienti è stato estremamente favorevole. Non esistono nicchie ecologiche sulla Terra a cui non ci siamo adattati. Siamo stati capaci di analizzare le sfide, trovare soluzioni e poi diffondere queste soluzioni con variazioni, più rapidamente di qualsiasi altra specie animale.
Grazie alla nostra cultura, abbiamo portato le regole dell'evoluzione a un nuovo livello e abbiamo beneficiato dell'accumulazione di utili unità di conoscenza che abbiamo usato a nostro vantaggio. Dopo l'iniziale trasmissione orale della conoscenza e della cultura, siamo stati in grado di adottare modi nuovi e più affidabili, tramite la scrittura, i libri e i sistemi formali di descrizione e riproduzione della conoscenza e di ciò che codificava.
Ogni cultura in un determinato momento è, per definizione, ugualmente adatta a prosperare nella propria nicchia. L'accumulo di esperienza e la sua trasmissione tramite la conoscenza rendono le civilizzazioni complesse più capaci di impiegare determinate soluzioni quando ce ne è bisogno, in modo da poter sopravvivere in un ambiente mutevole.
L'acquisizione di conoscenza nell'evoluzione della cultura è una spinta fondamentale e necessaria, come lo è la riproduzione nell'evoluzione biologica.
## Darwinismo universale Vi è un insieme sorprendentemente piccolo di condizioni che sono necessarie per generare l'evoluzione XXX: 1. riproduzione con variazione; 2. un ambiente con risorse limitate; 3. un meccanismo di selezione che favorisce il più adatto.
In base a questi criteri generali, molti ambienti diversi possono generare una dinamica evolutiva, non solo quelli che già conosciamo in biologia.
Per esempio, le stelle si evolvono non solo attraverso i loro cicli di vita individuali, cambiando il tipo di reazione di fusione che le sostenta, e le loro emissioni spettrali, ma anche attraverso le loro generazioni successive. Competendo per il materiale interstellare attraverso la loro attrazione gravitazionale, le stelle con più successo daranno a loro volta origine a nuove generazioni di stelle dopo che la loro esplosione di supernova avrà diffuso in una determinata regione del materiale che può rifondersi di nuovo. Il nostro Sole è una stella di una generazione nata dall'esplosione di una supernova e lo sappiamo per via della sua composizione e di quella del nostro sistema solare, che contiene elementi che sono stati sintetizzati all'interno della precedente generazione di stelle.
Abbiamo anche visto come la cultura e la tecnologia si evolvono, generando complessità tramite soluzioni progressive che si adattano ai bisogni di un dato insieme di problemi e ambienti.
## L'universo si sta evolvendo? L'evoluzione non ha uno scopo, un obiettivo in sé, oltre l'immediata selezione di soluzioni più adatte, entro i limiti di un determinato ambiente, in base a quelle disponibili. Si tratta di un meccanismo cieco.
L'accumulo di complessità è un effetto collaterale di questo meccanismo, un orologio naturale che vi permette, almeno in teoria, di svegliarvi in una caverna, uscire e camminare sulla spiaggia nella notte stellata, e concludere, dai principi di base, che state vivendo in un universo in espansione, approssimativamente a dieci miliardi di anni dalla sua nascita.
Sicuramente, si accumuleranno ulteriori livelli di complessità in futuro, in strutture dell'universo grandi e piccole, mostrando agli osservatori, con uguale chiarezza, il funzionamento dell'orologio evolutivo.
## Gli universi si evolvono? Una delle più affascinanti applicazioni dei principi del darwinismo universale, con una sana moltitudine di supposizioni che al momento non siamo in grado di verificare, è stata articolata da Lee Smolin, un fisico teorico al Parameter Institute XXX. Armeggiando con carta e penna e osservando la moltitudine di buchi neri nel nostro universo, egli si è domandato se fosse in grado di cambiare i valori delle nostre costanti fisiche in modo da produrre un universo con più buchi neri del nostro, e non ci è riuscito. I modelli non producevano nessun buco nero oppure producevano un buco nero gigante che rappresentava l'intero universo, invece di un equilibrio interessante con i buchi neri al centro delle galassie e prodotti da stelle massive al termine della loro vita.
Smolin ha presupposto che, invece di avere un finale chiuso, le singolarità dei buchi neri in realtà generano nuovi universi, legati ai loro genitori attraverso i valori delle loro costanti fisiche, che ricevono delle variazioni. In maniera kepleriana, sarebbe naturale presupporre che viviamo in un universo che non è di prima generazione, ma che piuttosto è nato tramite una serie di buchi neri, universo dopo universo. Il fatto che i buchi neri sembrano essere molto numerosi nel nostro universo rinforza la probabilità statistica che apparteniamo a un ramo di universi in cui le variazioni accumulate hanno prodotto dei tipi particolarmente fertili.
Analizzare lo spettro totale delle teorie intorno a questo scenario e progettare possibili esperimenti per verificarle è un'attività degna delle intelligenze artificiali forti!
## L'evoluzione evolve? Uno dei temi fondamentali di questo libro è che i cambiamenti di fase capitano, e che il cambiamento lineare di una determinata variabile non è un motivo per non curarsene. L'acqua si scalda fino a quando inizia a bollire e, per quanto sorprendente possa essere, una volta che capiamo il principio sottostante, possiamo trarre vantaggio da quello che sta accadendo.
L'evoluzione, mentre procede ciecamente, produce formidabili soluzioni ai problemi. Per esempio, ha trovato un modo per utilizzare la luce affinché gli organismi potessero raccogliere informazioni in almeno otto XXX modalità diverse: esistono vari tipi di occhi, che si sono evoluti indipendentemente l'uno dall'altro. Finché c'è l'ambiente, e ci sono nuove variazioni da provare, l'evoluzione è molto paziente, e ha a disposizione miliardi di anni.
Se fossimo due archeoxxx xxx, organismi unicellulari primitivi, e stessimo conversando nel brodo primordiale, avremmo molte ragioni per essere orgogliosi della nostra supremazia. “È passato un miliardo di anni” direi io, “e siamo al culmine dell'evoluzione”. “Scommetto che in un altro miliardo di anni saremo ancora al top!”, rispondereste voi, e avreste ragione. “Non uno, ma due miliardi di anni!”, risponderei io, sbagliando. Attraverso tentativi ed errori, sarebbero nati gli organismi pluricellulari e l'esplosione cambriana avrebbe prodotto forme di vita inimmaginabili per i batteri. E mentre essi continuano a essere importanti (se sparissero i batteri, la Terra stessa si trasformerebbe e smetterebbe di sostentare la vita), le cose interessanti, i cambiamenti che contano e che hanno conseguenze sul resto della storia futura, accadono altrove.
Con l'accumulo di informazioni genetiche complesse e l'espressione di comportamenti complessi, cambia anche il modo in cui gli organismi si adattano all'ambiente. La componente culturale della nostra accumulazione di conoscenza è fondamentale per la nostra adattabilità. L'evoluzione non sarà mai la stessa, non aspetteremo per innumerevoli generazioni finché non scopriremo per caso una soluzione che ci permetterà di riempire una nuova nicchia ecologica.
XXX Evoluzione popperiana, xxx, xxx, dennettiana
Vi sono ambienti che, per molto tempo, sono sembrati impossibili da conquistare per la vita. Per miliardi di anni, è sembrato che l'acqua fosse l'unico posto in cui vivere. I continenti erano deserti aridi, senza piante o vita animale. Ma quello che prima sembrava impossibile, è diventato possibile grazie alle soluzioni intelligenti create dalla cieca evoluzione, le variazioni in folli tentativi, la maggior parte delle quali non ha portato da nessuna parte, mentre alcune hanno conquistato il pianeta.
Stiamo ora iniziando a prestare attenzione a un ambiente che è più ostile di come appaiono i deserti quando si guardano dagli accoglienti oceani. Lo spazio ci attrae, e la nostra curiosità, il nostro senso dell'avventura e la nostra sete di conoscenza ci spingono a cercare di colonizzarlo, nel modo in cui la vita presente negli oceani ha colonizzato i continenti. Probabilmente, l'evoluzione ha dovuto creare il nostro livello di consapevolezza e di tecnologia, prima di poter fare questi iniziali tentativi. Non sappiamo affatto se siamo abbastanza intelligenti per far sì che tali tentativi diventino sostenibili, o se stiamo solo eseguendo delle cieche variazioni per soluzioni che sono strade senza uscita.
## Di cosa ha parlato Fermi nel deserto? Quando il fisico italiano Enrico Fermi collaborava al progetto Manhattan con altri emigrati europei come gli ungheresi John von Neumann, Edward Teller e Leo Szilard (sì, vi era una battuta secondo cui le difficoltà di sicurezza del progetto sarebbero state risolte se solo Fermi e il direttore del progetto Oppenheimer se ne fossero andati e gli altri avrebbero continuato a parlare nel loro ungherese indecifrabile) e insieme ai suoi colleghi americani, il cielo deserto del New Mexico era stupefacente. Guardando il cielo tutte le notti, vedendo le stelle e il passaggio mozzafiato della Via Lattea, come immagine di centinaia di milioni di stelle troppo lontane per essere viste individualmente, era impossibile non pensare a quanto fossero piccole la Terra e l'umanità, nella scala di tutte le cose nell'universo.
Keplero fu il primo a mettere l'umanità al proprio posto, attraverso una rivoluzione che la spogliò della sua presunta centralità e rese la Terra solo uno dei pianeti di un intero sistema solare. E il nostro Sole è semplicemente una stella, di un tipo piuttosto comune, una tra un miliardo di stelle presenti nella nostra galassia. Hubble e Messier fecero lo stesso con la nostra galassia, la Via Lattea, una tra miliardi di galassie nell'universo.
Certamente l'umanità, con la sua orgogliosa civilizzazione tecnologica, non era unica, ma solo una di tante. Ma allora dove sono tutti?
Non sappiamo quali siano le probabilità che una civilizzazione tecnologica si sviluppi con successo nell'universo. Al momento, abbiamo solo un dato su cui fare affidamento. L'equazione di Drake, che elenca una serie di parametri per pianeti abitabili, come l'evoluzione della vita, la durata di una civilizzazione tecnologica e così via, formula la domanda senza dare realmente una risposta. Fino a qualche anno fa, non sapevamo quale fosse la distribuzione delle stelle con sistemi planetari. Oggi, con i risultati del telescopio spaziale Kepler che mostrano migliaia di pianeti intorno a centinaia di stelle, sembra che siano praticamente ovunque. Il prossimo grande passo nel capire come e dove si può sviluppare la vita verrà compiuto con le missioni sulle lune di Giove, come Europa XXX, dove sotto la superficie interamente coperta di ghiaccio vi è acqua liquida, pari a un volume che è cento volte XXX superiore a quello di tutti gli oceani della Terra. Se trovassimo almeno della vita batterica in quegli oceani, allora sarebbe molto naturale estrapolare e presupporre che la vita è presente anche su altre lune coperte di ghiaccio in sistemi planetari alieni. All'improvviso, alcuni dei parametri dell'equazione diventerebbero meno sconosciuti.
Anche supponendo che non si svilupperà nessuna super intelligenza e che non sarà possibile viaggiare più velocemente della luce, se trovassimo un modo per costruire delle navicelle spaziali per visitare altri sistemi solari e là ne costruissimo di nuove per ulteriori esplorazioni e colonizzazioni interstellari, in un paio di milioni di anni conquisteremmo l'intera Via Lattea. Non sarebbe nulla in termini di scale temporali astronomiche, e molto poco anche in termini di evoluzione biologica. A quel punto, con i livelli di ingegneria a disposizione, potremmo realmente trasformare la galassia.
Il nostro vicino di casa galattico più prossimo, la galassia Andromeda, dista due milioni di anni luce. Un'ipotetica astronoma che punta il telescopio verso la Via Lattea rimarrebbe meravigliata: “Guarda là. Cosa è successo? Quella galassia si sta sviluppando!”
Quando puntiamo i nostri telescopi e guardiamo milioni di galassie che possiamo studiare nell'universo, non sembra che stia succedendo qualcosa in relazione a cosa faremmo se dovessimo colonizzare lo spazio interstellare. Dove sono tutti?
## Dov'è il Grande Filtro? Vi sono stati blocchi catastrofici nell'evoluzione delle specie, estinzioni di massa che abbiamo scoperto nella storia della vita sulla Terra. Ci sono stati almeno cinque XXX eventi come questo, in cui fino al 90% XXX delle specie sono sparite. A causa di profondi cambiamenti nella chimica dell'atmosfera, di impatti di asteroidi, di cambiamenti climatici globali rapidi e radicali, senza alcuna considerazione per gli sforzi della vita per raggiungere i livelli di complessità e adattamento alle nicchie ecologiche, questi eventi hanno modellato l'evoluzione a livello globale. È possibile che ve ne possa essere stato uno che ha spazzato via tutto dal pianeta, rendendolo completamente sterile.
In realtà, ce n'è stato uno del genere all'origine del sistema solare, quando un pianeta della grandezza di Marte entrò in collisione con la Terra, praticamente fondendosi con essa per via della potenza dell'impatto. Come risultato di quella catastrofe, nacque la luna e la Terra si rimodellò completamente. In quel periodo, probabilmente non esisteva ancora la vita sul pianeta, ma se un simile evento fosse accaduto più tardi, le forme di vita non sarebbero potute sopravvivere.
Nella storia dell'evoluzione della specie umana, vi sono stati anche eventi eccezionali che sottolineano quanto sia delicato e improbabile il cammino che ha portato a noi (ovviamente, siamo affetti da effetto di selezione: esistono molti altri percorsi che sono improbabili come o più del nostro e che semplicemente non teniamo in considerazione). Nella nostra composizione genetica, vi è un componente, il DNA mitocondriale, che è ereditato esclusivamente attraverso la linea materna. Studiando la sua variazione nelle popolazioni, è possibile stabilire che circa centomila anni fa XXX, nella savana africana, vi era un gruppo di ominidi, i nostri diretti predecessori, che comprendeva non più di sette femmine XXX. Discendiamo tutti da questo piccolo gruppo di individui, letteralmente le nostre Eva.
Questi sono filtri contro lo sviluppo di una civilizzazione tecnologica e di una civilizzazione spaziale. Per definizione, essendo nel nostro passato, siamo stati in grado di superarli, o siamo stati fortunati per averlo fatto.
Esistono molti modi, di cui siamo consapevoli, in cui possiamo distruggere noi stessi. La guerra termonucleare sarebbe uno dei più efficaci. La degradazione dell'ambiente, con la distruzione dei sistemi di sostentamento ecologici, è intorno a noi, come lo sono la desertificazione, l'acidificazione degli oceani e l'inquinamento dell'aria e dell'acqua.
XXX ? Crutzen, antropocene, già menzionati?
Vi sono stati alcuni notevoli esempi di collaborazione internazionale. Quando Paul Crutzen ha scoperto il buco nello strato di ozono dell'atmosfera, che permetteva alle parti più dannose della radiazione solare di raggiungere la superficie terrestre, vi era la possibilità che se ciò fosse continuato, avrebbe distrutto il DNA presente nelle cellule di ogni organismo vivente. È stato possibile stabilire che la distruzione dello strato di ozono e la formazione del buco fossero dovute al largo uso di clorofluorocarburi, i CFC, nei processi industriali, nei frigoriferi e come propellenti nei deodoranti spray. Un accordo mondiale è stato poi raggiunto per vietare queste sostanze chimiche e per trovare dei sostituti nei loro vari usi. Si è trattato di un trionfo della scienza e della collaborazione internazionale. Ed è stato anche efficace: il buco dell'ozono ha smesso di espandersi, ha iniziato a restringersi e si sta ora di fatto chiudendo XXX. Abbiamo salvato l'umanità, la vita e il pianeta!
Per definizione, siamo intelligenti come o poco più di quando c'è stata l'ultima difficoltà che non ci ha uccisi.
Vi sono sfide in futuro che possiamo già vedere e per le quali possiamo prepararci. Monitorare gli asteroidi vicini alla Terra e studiare modi di alterare le loro orbite per evitare impatti fatali è una di esse. Vietare ed eliminare gli armamenti nucleari è un'altra. Trovare modi sostenibili per potenziare la nostra civilizzazione industriale ed estendere i suoi benefici a miliardi di persone è sicuramente una necessità a cui non possiamo sottrarci.
Poi ci sono le cose che non sappiamo di non sapere, per le quali non siamo preparati. Alcuni credono che una longeva civilizzazione tecnologica sia un ossimoro e che la sua fiamma sia così intensa che si consumerà rapidamente. E che le intelligenze artificiali forti possono agire da catalizzatori in questo processo distruttivo.