Morte Accidentale vs Selezione Naturale
E non mi è incognito come molti hanno avuto e hanno opinione che le cose del mondo sieno in modo governate da la fortuna e da Dio che li uomini, con la prudenza loro, non possino correggerle, anzi non vi abbino remedio alcuno; e per questo potrebbono iudicare che non fussi da insudare molto nelle cose, ma lasciarsi governare alla sorte. Questa opinione è suta più creduta ne' nostri tempi per le variazione grande delle cose che si sono viste e veggonsi ogni dì fuora di ogni umana coniettura, a che pensando io, qualche volta mi sono in qualche parte inclinato nella opinione loro. Nondimanco, perché il nostro libero arbitrio non sia spento, iudico potere essere vero che la fortuna sia arbitra della metà delle azioni nostre, ma che etiam lei ne lasci governare l'altra metà, o presso, a noi. E assimiglio quella a uno di questi fiumi rovinosi che quando si adirano allagano e piani, rovinano li arbori e li edifici, lievano da questa parte terreno, pongono da quella altra: ciascuno fugge loro dinanzi, ognuno cede all'impeto loro sanza potervi in alcuna parte ostare. E benché sieno così fatti, non resta però che gli uomini, quando sono tempi queti, non vi potessino fare provvedimento e con ripari e con argini in modo che, crescendo poi, o eglino andrebbono per uno canale o l'impeto loro non sarebbe né sí dannoso né licenzioso. Similmente interviene della fortuna, la quale dimostra la sua potenza dove non è ordinata virtù a resisterle e quivi volta e sua impeti dove la sa che non sono fatti gli argini né e ripari a tenerla.
[Niccolò Machiavelli, Il Principe, cap. XXV].
L'adattamento all'ambiente non garantisce la sopravvivenza: gli individui maggiormente adattati non sono esentati dagli incidenti mortali. La morte accidentale, causata da un evento fortuito letale, sembra inficiare la selezione naturale poiché colpisce indiscriminatamente gli individui a prescindere dal loro diverso grado di adattamento all'ambiente. Eliminando in modo casuale il competitore intraspecifico più adatto, e favorendo implicitamente quello meno adatto, la morte accidentale riduce l'efficacia della selezione naturale.
Il 25 Agosto del 2016, un fulmine uccise 323 renne in un parco nazionale in Norvegia.
Evitare la folgorazione era teoricamente possibile. Dall'articolo di Focus apprendo due particolari importanti: le renne spaventate dal temporale si erano (1) radunate (2) in cima ad una collina. Com'è noto, i fulmini colpiscono i punti più elevati, quindi se ci si trova su un rilievo montuoso durante un temporale, bisogna scappare giù a valle. Io stesso mi sono trovato in una situazione simile [lo racconto qui]. Inoltre, se le renne anziché accalcarsi si fossero disperse, allontanandosi le une dalle altre, il fulmine scagliandosi a caso sul terreno avrebbe folgorato solo alcune malcapitate ma non l'intero branco (la morte accidentale avrebbe mietuto meno vittime). Le stesse raccomandazioni vengono fornite agli escursionisti dalla Protezione Civile, cito:
Se siamo costretti ad aspettare la fine di un temporale all’aperto, è importante sapere che i fulmini colpiscono sempre gli oggetti che svettano più in alto. Quindi bisogna tenersi lontani da alberi di qualsiasi tipo, pali della luce, antenne o croci di vetta. Bisogna abbandonare velocemente anche le colline, cime o creste di montagna e ripararsi in un punto basso. [...] in caso di temporale è meglio non sostare in gruppi. Questo offrirebbe ai fulmini una superficie maggiore rispetto a una persona singola. Per questo: dividetevi.
I polpi che abitano il litorale dell'isola di Stromboli hanno sviluppato la capacità di sfuggire alle eruzioni vulcaniche: percepiscono le onde sismiche che precedono l'eruzione e si mettono al riparo dalle rocce magmatiche, che ruzzolano giù dalla scarpata, rifugiandosi negli anfratti del fondale [come documentato da Matthew Morgan nel 2007 su National Geographic, si veda qui].
Sia le scariche di fulmini al suolo sia le eruzioni vulcaniche sono dei "Cataclismi" secondo la definizione della Treccani: Grave e improvvisa catastrofe dovuta a cause naturali come eruzioni vulcaniche, terremoti, diluvi e simili.
Quindi qual è la differenza tra i due cataclismi? Perché i polpi di Stromboli hanno imparato ad evitare le eruzioni mentre le renne norvegesi non hanno evoluto la capacità di sfuggire ai fulmini?
La differenza sta tutta nella Frequenza dell'evento avverso.
Lo Stromboli è il vulcano più attivo d'Europa. Durante il mio ultimo imbarco (per l'Iccat) avendo avuto occasione di sostare a largo di Stromboli per diversi giorni, ho cronometrato le eruzioni: avvengono ogni 20 minuti circa. Se non vi fidate della mia stima, lo stesso valore è riportato dalla Protezione Civile.
La probabilità che un uomo, in un periodo di 80 anni, venga colpito da un fulmine è di 1 su 10.000 [fonte], vale a dire dello 0,01%. Considerando che, diversamente dagli uomini, le renne vivono perennemente all'aperto, esse sono maggiormente esposte ai fulmini. Tuttavia l'incidenza dei fulmini sul territorio norvegese è tra le più basse al mondo, come mostra la seguente mappa prodotta dalla Nasa [fonte].
La frequenza dell'evento avverso in relazione alla durata del ciclo vitale distingue la selezione naturale dalla morte accidentale. Se l'evento avverso si verifica in un intervallo di tempo minore o uguale a quello necessario a completare il ciclo vitale, esso sarà promotore di selezione naturale. Viceversa, quanto più l'evento avverso si verifica in un intervallo di tempo maggiore a quello necessario a completare il ciclo vitale, tanto più le forme di vita saranno incapaci di adattarsi ad esso.
Da questo postulato ne consegue che la distinzione tra morte accidentale e selezione naturale è soggettiva: dipende dalla durata del ciclo vitale di ciascuna specie.
Le renne raggiungono la maturità sessuale circa a 2 anni di età [fonte]. Se, ipoteticamente, i fulmini cominciassero a scagliarsi al suolo ogni anno, inizialmente molte renne morirebbero prima di riprodursi, ma quelle poche che si comportassero in modo diverso dalle altre, separandosi dalla mandria e correndo giù a valle appena percepiscono le avvisaglie di un temporale, avrebbero una maggiore probabilità di sopravvivere, di conseguenza si riprodurrebbero di più dei loro conspecifici privi di suddetta caratteristica, quindi i loro geni si diffonderebbero maggiormente nella popolazione, quindi le generazioni successive erediterebbero il loro comportamento istintivo. Si sarebbe compiuto un adattamento all'ambiente.
Dell'episodio del 25 Agosto 2016 si conosce il numero delle renne morte, ma non possiamo sapere se alcune di esse siano sopravvissute distaccandosi dalla mandria e scendendo dalla collina. Si supponga che le ipotetiche sopravvissute siano le fondatrici di una nuova mandria, composta quindi da individui capaci di sfuggire alla minaccia rappresentata dai fulmini, ma che il prossimo fulmine si scagli sul loro territorio tra 100 anni. Le 50 generazioni di renne che si susseguirebbero prima che il cataclisma si verifichi nuovamente, sarebbero soggette ad una diversa pressione selettiva, le necessità preminenti sarebbero altre (quelle ad esempio di resistere al freddo, o alla fame, o di prevalere nella lotta per il possesso delle femmine) ed essere portatori dei geni "antifulmine" non porterebbe alcun vantaggio, quindi tali geni tenderebbero a svanire nella popolazione, surclassati da altri che portano un vantaggio immediato.
Tento una semplice formalizzazione matematica del postulato.
Sia v il numero dei cicli di vita, a il numero delle avversità, t il tempo e y l'anno come unità di misura del tempo.
Allora v/t è la frequenza del ciclo di vita e a/t è la frequenza dell'avversità.
Se v/t - a/t ≤ 0 si ha selezione naturale.
Se v/t - a/t > 0 si ha morte accidentale.
Ad esempio, una specie univoltina, ovvero che si riproduce una sola volta ogni anno, sarà 1v/1y = 1 v/y, mentre un'avversità che si verifica mediamente due volte all'anno sarà 2a/1y = 2 a/y. Quindi:
1 v/y - 2 a/y < 0 si avrà selezione naturale.
Se l'avversità si verifica mediamente una volta all'anno:
1 v/y - 1 a/y = 0 si avrà ancora selezione naturale.
Se invece l'avversità si verifica mediamente una volta ogni dieci anni, allora:
1v/1y - 1a/10y = 1 v/y - 0,1 a/y > 0 si avrà morte accidentale.
Le specie che vanno in quiescenza sfuggono al postulato poiché esso presuppone la continuità dei cicli di vita.
La morte accidentale contrasta la selezione naturale?
La mortalità della popolazione è data dalla somma delle morti accidentali (inutili all'adattamento) e delle morti "selettive" (utili all'adattamento). Essendo gli incidenti aleatori, essi coinvolgono in modo equiprobabile sia gli individui più adattati sia quelli meno adattati. Ciononostante, la pressione selettiva grava maggiormente sugli individui meno adattati, che quindi saranno meno rappresentati nella popolazione. Pertanto la morte accidentale non dovrebbe influire sull'efficacia della selezione naturale.
Nondimeno, si supponga che un individuo nasca con una mutazione (casuale) che aumenti notevolmente il proprio adattamento all'ambiente, ma questo individuo muoia a causa di un incidente prima di riprodursi. La stessa mutazione potrebbe non verificarsi mai più, in tale evenienza una singola morte accidentale comporterebbe una perdita irreparabile per l'evoluzione della specie. Un vantaggio ottenuto casualmente e casualmente eliminato. Il caso dà, il caso toglie [parafrasi del versetto 21, cap. I del libro di Giobbe].