Cosa può insegnarci la teoria evoluzionistica sull'aspetto degli alieni?
Gli alieni potrebbero essere ovunque.
Ci sono oltre 100 miliardi di pianeti nella nostra sola galassia e almeno il 20% di essi potrebbe essere abitabile. Anche se una piccola frazione di quei pianeti, meno 1%, evolva la vita, ci sarebbero ancora decine di migliaia di pianeti con alieni nelle nostre vicinanze. Ma se vogliamo capire da dove iniziare a cercare questi vicini, dobbiamo capire come potrebbero essere e dove potrebbero prosperare.
In definitiva, vogliamo capire il più possibile di una specie extraterrestre prima di incontrarla.
Eppure, fare previsioni sugli alieni è difficile.
Il motivo è semplice: abbiamo un solo esempio, la vita sulla Terra, da cui estrapolare.
Solo perché occhi e arti si sono evoluti molte volte sulla Terra non significa che appariranno anche una altrove. Solo perché siamo fatti di carbonio e codificati dal DNA non significa che gli alieni siano uguali o simili a noi, potrebbero essere a base di silicio e codificati da "XNA".
Tuttavia, come sostengono i miei colleghi ed io nel nostro nuovo studio, pubblicato sull'International Journal of Astrobiology, c'è un altro approccio per fare previsioni sugli alieni che aggirano questo problema. Questo per usare la teoria evolutiva come principio guida.
La teoria della selezione naturale ci permette di fare previsioni che non dipendono dai dettagli della Terra e quindi, reggeranno anche per gli alieni senza occhi che respirano azoto.
Darwin formulò la sua teoria della selezione naturale molto prima che sapessimo cos'era il DNA, come apparivano le mutazioni, o anche come venivano trasmessi i tratti.
È straordinariamente semplice e richiede solo pochi ingredienti per funzionare:
variazione (alcune giraffe hanno colli più lunghi di altri), ereditabilità di quella variazione (le giraffe dal collo lungo hanno cuccioli dal collo lungo) e successo differenziale legato alla variazione (le giraffe dal collo lungo mangiano più foglie e hanno più cuccioli).
❖ Selezione naturale
È straordinariamente semplice e opera se sono soddisfatte tre condizioni:
variazione, successo differenziale legato alla variazione e all'ereditabilità.
Qui di seguito illustriamo con un esempio: l'evoluzione dei colli lunghi nelle giraffe.
( i) Inizialmente, vi sono variazioni naturali nelle lunghezze del collo delle giraffe.
(ii) Le giraffe dal collo più lungo hanno accesso a più cibo, in alto tra gli alberi e quindi vivono più a lungo per avere più prole.
(iii) La prole delle giraffe assomiglia ai loro genitori. Come risultato di (i), (ii) e (iii), la popolazione si sposta gradualmente per essere dominata da giraffe dal collo lungo.
La selezione naturale non solo spiega il cambiamento evolutivo, ma spiega anche l'adattamento. Quando guardiamo il mondo naturale, non possiamo fare a meno di vedere come appare il design: il collo di una giraffa è per raggiungere le foglie alte, il corpo di un insetto bastone per mimetizzarsi, la foglia di un albero per la fotosintesi.
Gli organismi sembrano progettati o "adattati" per il mondo in cui vivono.
Attraverso la graduale selezione di piccoli miglioramenti, i tratti associati al successo nell'ambiente maturano nella popolazione. Di conseguenza, nel tempo, la selezione naturale porterà a organismi che appaiono come se fossero progettati per il successo nell'ambiente.
La clausola "come se" è fondamentale qui - la selezione naturale porta all'aspetto del design (adattamento), senza un designer (Grafen 2003; Gardner 2009).
In effetti, la selezione naturale è l'unica spiegazione che abbiamo per l'aspetto del design senza un designer (Gardner 2009). Altri processi possono causare cambiamenti evolutivi.
Ad esempio, una mutazione può causare un cambiamento da una generazione all'altra.
Ma, senza una selezione naturale è incredibilmente improbabile che la mutazione casuale produca i tratti complessi che vediamo intorno a noi, come arti o occhi.
Le cose che appaiono intenzionali, come arti, organi e cellule, richiedono la graduale selezione di miglioramenti.
Un altro modo per dire questo è che la selezione naturale è unica perché è una forza direzionale. Le entità che aumentano di rappresentazione nella popolazione sono un sottoinsieme specifico della popolazione, o quelle che sono più in grado di replicarsi.
La selezione naturale aumenta la forma fisica (Fisher 1930).
Come risultato di queste entità "di successo" che si accumulano nella popolazione, nel tempo le entità si adattano allo scopo apparente del successo. Sembrano macchine "ben progettate", con lo "scopo" del loro "design" di replicare con successo.
Possiamo chiedere, quindi, che gli alieni subiscano una selezione naturale?
La teoria evolutiva ci dice che, per tutte le molecole, tranne le più transitorie e semplici, la risposta è sì.
❖ Gli alieni di Darwin
Nel nostro articolo, usiamo la teoria evolutiva per fare un certo numero di previsioni sugli alieni. In primo luogo, sosteniamo che gli alieni subiranno una selezione naturale.
Si tratta di qualcosa che spesso viene dato per scontato o che si presume sia un'incognita.
Mostriamo che ci sono solide basi teoriche per credere che gli alieni saranno sottoposti (o hanno subito) una selezione naturale.
Questo, perché il "design apparente" è ciò che distingue la vita dalla non vita, come un singolo organismo cellulare da rocce inerti.
Gli esseri viventi hanno molte parti intricate ottimizzate per lo scopo comune di replicare l'organismo. L'unico modo per ottenere questo design apparente, o adattamento, l'unico modo per ottenere la vita è attraverso la selezione naturale.
Quindi, poiché è altamente probabile che gli alieni subiscano una selezione naturale, possiamo fare alcune previsioni su come saranno.
In particolare, le nostre previsioni parlano di alieni complessi.
Per complessità, intendiamo qualcosa di più complesso di, diciamo, un virus.
Anche una cellula batterica ha parti intricate che lavorano insieme per raggiungere obiettivi, come muoversi e mangiare. In altre parole, la maggior parte degli "alieni" che saremmo interessati a trovare, o addirittura in grado di trovare, sono complessi.
Questo perché le uniche cose così semplici che avrebbero potuto allora allora trovarsi senza la selezione naturale sarebbero le molecole, che sono sia fisicamente difficili da rilevare che difficili da distinguere dallo sfondo delle molecole inerti.
Sarebbero anche transitori: senza una selezione naturale che li rendesse più in forma scomparirebbero.
Anche se li trovassimo, probabilmente non li classificheremmo nemmeno come vita.
La complessità sulla Terra è sorta attraverso una manciata di qualcosa chiamato "grandi transizioni nell'individualità". Questi, si verificano quando organismi indipendenti si riuniscono per formare un nuovo tipo di individuo.
Sulla Terra, i geni si sono riuniti per formare genomi, organismi unicellulari formati da organismi multicellulari, come noi. In alcuni rari casi, gli organismi multicellulari, come gli insetti, hanno formato società che agiscono come "super organismi" stessi.
Questi eventi sono rari e richiedono condizioni evolutive estreme.
Sosteniamo che anche gli alieni complessi possano aver subito transizioni importanti, poiché questo è probabilmente l'unico modo per avanzare oltre una semplice molecola replicante. Poiché le condizioni per la verifica delle transizioni maggiori sono rare e, poiché sono abbastanza ben comprese da una prospettiva evolutiva, questo ci permette di dire qualcosa sulla composizione degli alieni.
In particolare, proprio come io e te siamo fatti di cellule che sono fatte di nuclei e mitocondri (il motore respiratorio della cellula) che sono fatti di geni, gli alieni saranno una gerarchia di unità nidificata simile.
Gli alieni potrebbero non essere fatti di "cellule" come li pensiamo, ma potrebbero essere costituiti da parti che un tempo vivevano libere di vivere e, anche quelle parti, a loro volta, lo saranno, fino al materiale ereditario degli alieni (qualunque esso sia).
Le nostre parti hanno meccanismi in atto che mantengono tutte le parti che lavorano insieme per creare un organismo (unico).
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Ad esempio, le nostre cellule iniziano tutte come una singola cellula (lo "zigote"), e questo significa che tutte le nostre cellule sono cloni, motivo per cui cooperano per crearci.
Gli alieni avranno modi simili per imporre la cooperazione tra le loro parti interne, a ogni livello delle unità.
Gli alieni potrebbero non avere due gambe, o gambe, ma, la loro struttura, da un punto di vista evolutivo, sarà molto più familiare di quanto avremmo potuto pensare.
Per familiarità, non intendo superficialmente familiare.
Possono sembrare, in superficie, selvaggiamente diversi da qualsiasi cosa sulla Terra.
Ma saranno simili a un livello più fondamentale: i loro corpi saranno costruiti allo stesso modo (in precedenza parti viventi libere all'interno di parti precedentemente viventi libere), e avranno subito una storia evolutiva simile (organismi indipendenti che cooperano per formare nuovi organismi di livello superiore).
C'è ancora molto lavoro da fare per capire come potrebbero essere gli alieni e dove potremmo trovarli. E la domanda allettante "siamo soli?" rimane senza risposta.
Ma, come abbiamo dimostrato, se non siamo soli, forse capiremo di più sulla composizione dei nostri "vicini" di quanto la fantascienza vorrebbe farci credere.
