La genesi delle teorie di Darwin

Per l'elaborazione della teoria della selezione naturale ebbe un ruolo fondamentale An Essay on the Principle of Population, di Thomas Robert Malthus² nel quale si sosteneva che l'aumento delle disponibilità di cibo necessarie alla sopravvivenza della specie umana non potesse in alcun modo uguagliare il tasso di crescita della popolazione: secondo Malthus quest'ultima doveva, quindi, essere limitata nel suo sviluppo da ostacoli naturali, quali carestie e malattie, o da azioni prodotte dall'uomo, come le guerre.

Grazie a questa lettura Darwin intuì che tutte le specie animali e vegetali dovessero necessariamente essere in competizione l'una con l'altra per la loro esistenza e per la loro perpetuazione nelle generazioni successive: solo gli individui che riuscivano ad avere la meglio nella lotta per l'esistenza con gli altri animali arrivavano a riprodursi, trasmettendo alla generazione successiva i caratteri ereditari che ne avevano favorito la sopravvivenza. Darwin ipotizzò, inoltre, che tutti gli organismi affini discendessero da antenati comuni e che anche il globo terrestre fosse una delle strutture naturali sottoposte a pressione evolutiva.

Nel 1838 completò la prima bozza della sua teoria dell'evoluzione per mezzo della selezione naturale, che perfezionò nei due decenni successivi.

L'ipotesi di Darwin fu esposta per la prima volta nel 1858 in un articolo presentato contemporaneamente da Alfred Russel Wallace³, un giovane naturalista che era giunto indipendentemente da Darwin a elaborare l'ipotesi della selezione naturale come meccanismo di evoluzione delle specie. La teoria completa di Darwin fu pubblicata nel 1859 nel libro intitolato Sull'origine delle specie per mezzo della selezione naturale⁴, che ebbe grande successo.

Caratteri Generali del Darwinismo

La teoria di Darwin sulle modalità dell’evoluzione può essere sintetizzata in questo modo:

a) esistono negli aspetti morfologici degli individui viventi possibilità di variazioni, la cui origine è tuttavia sconosciuta;

b) è dimostrata la tendenza degli organismi ad accrescersi numericamente secondo una proporzione geometrica;

c) tuttavia lo sviluppo delle varie specie risulta limitato;

d) vi è quindi una lotta-selezione per l’esistenza;

e) in questa lotta l’ambiente, pur incapace di produrre variazioni ereditarie isola, per selezione naturale, gli individui con varianti idonee, determinando, pertanto, con il succedersi delle generazioni, l’origine di una nuova specie;

f) la specie si forma in maniera graduale.

L’apparizione spontanea di variazioni

Darwin, durante il viaggio del Beagle, rimase profondamente impressionato dalla scoperta di grandi animali fossili, ricoperti di corazze simili a quelle degli armadilli attuali; in secondo luogo dalla maniera in cui gli animali strettamente analoghi si sostituivano l’uno all’altro via via che si procedeva nell’interno verso sud; in terzo luogo, dal carattere sud-americano della maggior parte delle specie dell’arcipelago Galapagos, e, più particolarmente, dal fatto che esse presentavano leggere differenze in ciascuna isola del gruppo, mentre nessuna isola sembrava molto antica in senso geologico.

La deduzione di Darwin in merito a questi fatti fu che una spiegazione è possibile solo supponendo che le specie si vadano modificando un poco per volta. Era evidente che né l’azione dell’ambiente né la volontà degli organismi potevano spiegare i casi di adattamento all’ambiente. Darwin si documentò quindi il più possibile sulle variazioni dei caratteri che erano, verosimilmente alla base della modificazione della specie. Questa documentazione, oltre ad essere fatta con la lettura di libri o articoli relativi all’argomento, venne portata a termine per mezzo di esperimenti effettuati nella fattoria di Darwin, dove per anni brulicarono piccioni, galli, cani, conigli, e le serre si riempirono di piante di varie specie; fu su questo eterogeneo materiale che Darwin diede corpo alla prima parte della sua teoria, studiando con molta accuratezza il fenomeno della variazione.

Allora non si faceva distinzione fra variazioni non ereditarie o somazioni o fluttuazioni e variazioni ereditarie o mutazioni. Si sapeva solo che in una popolazione i caratteri variano secondo leggi indeterminate e alcune di queste variazioni possono essere trasmesse ai discendenti.

Perciò secondo Darwin, la base del meccanismo evolutivo consiste nell’apparizione, in gruppi di individui di piccole variazioni, nella loro possibilità di sommarsi ed essere trasmesse ai discendenti; circa le cause di tali variazioni Darwin non si pronuncia.

La lotta per l'esistenza

Dal momento che in condizioni favorevoli tutti gli esseri viventi tendono a moltiplicarsi in modo estremamente rapido secondo il principio dell’aumento in progressione geometrica, per evitare che nascano più individui di quanti ne possano realmente sopravvivere, ci deve essere necessariamente un qualcosa che svolge un’azione frenante di fronte ad una tale e diffusa tendenza: Malthus prima di tutti lo identificò con la “lotta per l’esistenza” che si può osservare tra gli individui della stessa specie, tra quelli di specie diverse e tra gli individui e le condizioni di vita. Esposta da Malthus, questa teoria venne poi approfondita, verificata e appoggiata dallo stesso Darwin in seguito a diverse osservazioni compiute all’interno sia del regno animale che di quello vegetale. Sebbene fossero ancora oscure, Darwin cercò ad esempio di individuare le cause che ostacolano la tendenza naturale di ciascuna specie all’aumento: tra queste vi è innanzitutto la quantità di nutrimento che determina per ogni specie il limite massimo del suo sviluppo. Solitamente però non è tanto la difficoltà di trovare il cibo ciò che determina il numero medio di individui di una specie, ma più che altro il fatto di essere preda di altri animali: a questo scopo Darwin fece notare che se per alcuni anni non fossero stati uccisi né alcun capo di selvaggina né i suoi predatori, probabilmente la selvaggina sarebbe diventata ancora più rara di quanto non lo fosse stata già ai suoi tempi.

Un’altra causa che, come la quantità di cibo e l’essere preda degli altri animali esercita un forte influsso sulla determinazione del numero medio degli individui di una specie è il clima, e in particolare la ricorrenza periodica di stagioni o molto fredde o molto secche. Sebbene l’azione del clima possa sembrare indipendente dalla lotta per l’esistenza, in realtà questi due fattori sono in stretta correlazione: se ad esempio si verifica una brusca variazione di temperatura che causa un’immediata distruzione di cibo, ci sarà allora una lotta accanita tra i diversi individui che si nutrono di quegli stessi alimenti.

Un altro fattore che limita la crescita smisurata di una specie è l'esistenza di nemici con i quali ogni singolo individuo deve continuamente lottare: come Darwin verificò, infatti, se ad esempio si lascia crescere l’erba in un prato si vedrà che gradualmente le piante più vigorose distruggono le più deboli, anche se queste sono pienamente sviluppate. Darwin capì allora che per la conservazione di una specie è fondamentale che essa sia costituita da un numero di individui maggiore di quello dei suoi nemici.⁵

Per ultimo, il manifestarsi di epidemie quando una specie, grazie a circostanze favorevoli, si moltiplica in modo eccessivo in una zona ristretta, è un ulteriore fattore limitativo indipendente però dalla lotta per l’esistenza.

Si può affermare quindi che per ogni specie, a impedirne una crescita eccessiva, entrano in gioco molte cause, che possono agire in diversi periodi della vita, in diverse stagioni, o addirittura nel corso degli anni; alcune di queste cause si rivelano più efficaci di altre, ma in ogni modo tutte concorrono a determinare il numero medio degli individui di una specie e persino l’esistenza della specie stessa. Nella lotta per l’esistenza possono essere collegati tra loro da una rete di rapporti complessi anche piante e animali lontanissimi gli uni dagli altri nella scala della natura. Un esempio è fornito dai bombi: se tutto il genere di questi insetti dovesse estinguersi o diventare molto raro in Inghilterra, anche la viola del pensiero e il trifoglio violetto probabilmente sparirebbero completamente, in quanto i bombi sono gli unici insetti che si fermano su questi fiori e che quindi ne trasportano il polline. Come vi è una stretta relazione tra i bombi e questi due tipi di piante, così c’è una correlazione anche tra il numero di bombi e il numero dei topi che ne distruggono i nidi e venne notato, a tale proposito, che i nidi dei bombi erano più numerosi nei pressi delle città, dove i gatti erano più numerosi e quindi i topi avevano meno possibilità di sopravvivere. E’ incredibile quindi come la presenza di un gran numero di felini in una determinata regione possa determinare la frequenza di piante, mediante l’intervento prima dei topi e poi dei bombi. Ma poiché le specie che appartengono allo stesso genere hanno generalmente abitudini e organizzazioni molto simili e presentano sempre somiglianze strutturali, la lotta sarà comunque più aspra tra loro, quando si trovano in competizione l’una con l’altra, piuttosto che tra specie di genere distinti.

La selezione naturale

In quale modo agisce sulla variazione, la lotta per l’esistenza?⁶ Così si apre il IV capitolo dell’Origine delle specie, con una domanda a cui Darwin si sforzò di rispondere nel modo migliore possibile.

La selezione naturale è definita da Darwin: …le variazioni, per lievi che esse siano e da qualsiasi causa provengano, purché siano utili in qualche modo agli individui di una specie nei loro rapporti infinitamente complessi con gli altri organismi e con le condizioni fisiche della vita, tendono alla conservazione di questi individui, e a trasmettersi ai loro discendenti. Anche questi ultimi avranno così maggiori probabilità di sopravvivere, perché, fra i molti individui che nascono periodicamente da ogni specie, soltanto un piccolo numero può sopravvivere. Questo principio per il quale ogni lieve variazione, se utile, si mantiene, è stato da me denominato selezione naturale, per indicare la sua analogia con la selezione operata dall’uomo. Ma l’espressione sopravvivenza del più adatto, spesso usata da Herbert Spencer, è più idonea, e talvolta ugualmente conveniente.⁷

La selezione va considerata non come un processo che produce variabilità, ma che comporta soltanto la conservazione delle variazioni non appena compaiano e siano vantaggiose all’individuo nelle sue particolari condizioni di vita. Si può forse comprendere meglio questo fenomeno prendendo in considerazione il caso di una regione che subisca un cambiamento di clima: poiché abbiamo già visto come sono stretti e complessi i legami che esistono tra tutti gli abitanti di una determinata zona, ogni cambiamento nelle proporzioni numeriche dei suoi abitanti, influisce seriamente sulla maggior parte degli altri. Se questa regione fosse aperta nei suoi confini, l’immigrazione di nuove forme turberebbe ulteriormente le relazioni degli abitanti originari del luogo. Ma se al contrario fosse isolata, come nel caso di un paese in parte circondato da barriere, vi sarebbero dei nuovi posti che potrebbero essere occupati se alcuni tra gli abitanti originari fossero lievemente modificati (e che nel caso di una regione aperta sarebbero occupati da abitanti estranei). Così facendo, ogni lieve modificazione favorevole all’individuo, tende a conservarsi per meglio adattarlo alle sue diverse condizioni di vita e la selezione naturale ha libero campo.

Alla variazione, che per Darwin sorge spontanea, subentra l’azione dell’ambiente, un’azione di selezione che agisce sulle varianti, formatesi occasionalmente, isolando i gruppi di individui con varianti utili e facendo scomparire quelli che ne sono privi. L’isolamento geografico, in questo caso, è molto importante perché dà alle nuove varietà il tempo di migliorarsi con un ritmo abbastanza lento. Se tuttavia l’aria isolata è piccola e quindi il numero totale dei suoi abitanti è limitato, diminuendo la probabilità che compaiano variazioni favorevoli, diminuisce anche la produzione di nuove specie mediante la selezione naturale.

Sebbene Darwin riconoscesse la grande importanza dell’isolamento nella produzione di nuove specie, egli sosteneva che ancora più importante a questo scopo fosse l’ampiezza di una regione: un’area estesa, infatti, oltre a fornire maggiori possibilità di variazioni favorevoli grazie al gran numero di individui che vi abitano, offre anche condizioni di vita più complesse per via delle varie e numerose specie che via hanno luogo e se una di queste specie col tempo si migliora, allora anche le altre devono migliorare per non essere distrutte. Infatti se le forme favorite aumentano di numero, generalmente, quelle meno favorite diminuiscono diventando più rare: ma se una specie è rara vuol dire che può modificarsi e migliorare non rapidamente e che quindi sarà sconfitta nella lotta per la vita dai discendenti a loro volta modificati e migliorati dalla selezione naturale.

Darwin parla anche di divergenza dei caratteri sostenendo che quanto più i discendenti di una qualsiasi specie si differenziano per struttura, costituzione e abitudini, tanto meglio saranno in grado di occupare nell’economia della natura numerosi posti diversi, e quindi saranno in grado di aumentare di numero. In questo modo le piccole differenze che distinguono le varietà della stessa specie tendono ad aumentare e quando le varietà stesse sono diventate ben distinte l’una dall’altra, possono assumere la nuova denominazione di “specie”.

In molti animali la selezione naturale è stata aiutata dalla selezione sessuale, un particolare tipo di selezione che dipende non dalla lotta per l’esistenza contro altri esseri viventi, ma dalla lotta degli individui di un sesso per il possesso dell’altro. In questa lotta la vittoria è legata sia al vigore del maschio, sia al fatto di possedere alcune “armi speciali”, come le corna per il cervo; la selezione sessuale assicura ai maschi più vigorosi e più adatti un maggior numero di discendenti. Se maschi e femmine, simili per abitudini di vita, presentano delle differenze nel colore, negli ornamenti, etc. si può allora presumere che tali differenze siano dovute principalmente alla selezione sessuale, che ha favorito quei maschi che presentavano un qualche vantaggio sugli altri maschi, trasmettendo ai lori discendenti di sesso maschile le armi vincenti.

La selezione naturale agisce esclusivamente per mezzo della conservazione ed accumulazione delle variazioni che sono utili nelle condizioni organiche e inorganiche alle quali ciascuna creatura è esposta in tutti i periodi della vita. Per usare parole dello stesso Darwin , si può affermare che poiché la selezione naturale agisce per competizione, essa produce, negli abitanti di un dato paese, un grado di adattamento strettamente commisurato al grado di perfezione delle altre specie conviventi.⁸ Il risultato è che ciascuna specie tende a divenire sempre più adatta alla sopravvivenza nel suo specifico habitat ed in relazione alle sue condizioni. Questo miglioramento inevitabilmente conduce ad un graduale progresso delle organizzazione del più grande numero di esseri viventi nel mondo.

Inoltre, la selezione naturale non include necessariamente uno sviluppo progressivo, in quanto essa si avvantaggia unicamente delle variazioni che sorgono e che sono utili a ciascuna creatura nelle sue complesse relazioni di vita.

Perciò, se esistono ancora molte forme di bassa organizzazione, questo può dipendere da cause diverse: può essere ad esempio che non siano sorte variazioni favorevoli e che quindi la selezione naturale non abbia avuto modo di agire per accumularle; o magari non c’è stato tempo sufficiente per realizzare il massimo sviluppo. Va sottolineato però che la causa principale sta nel fatto che in condizioni molto semplici di vita, un’organizzazione complessa non sarebbe di nessuna utilità, ma anzi sarebbe probabilmente svantaggiosa perché più soggetta ad essere danneggiata.

Il gradualismo di Darwin

Darwin concepiva l’andamento dell’evoluzione come un processo graduale di fasi ordinate, che procedeva a ritmo costante. Egli aveva fatto proprio il motto di Linneo: Natura non facit saltus (la natura non fa balzi). Questa concezione trovava riscontro altrove nel mondo scientifico e Darwin era così vincolato al gradualismo che costruì la sua teoria interamente in base ad esso.

Le testimonianze geologiche sono estremamente incomplete, tanto che egli stesso afferma che non conosciamo tutte le possibili fasi di transizione fra gli organismi più semplici e quelli più perfetti; non possiamo fingere di conoscere tutti i diversi sistemi di distribuzione lungo l'arco di moltissimi anni, né possiamo dire di sapere quanto è imperfetto l'archivio geologico. Tute queste difficoltà, per quanto serie, secondo me non sono tali da rovesciare la teoria della discendenza con modificazioni. ⁹ Questo fatto spiega in gran parte perché non troviamo varietà infinite che colleghino insieme tutte le forme di vita estinte ed esistenti, fino al più piccolo dettaglio. Per tutta la vita Darwin si impegnò a ricostruire un’evoluzione graduale di fenomeni che a prima vista sembravano chiaramente il prodotto di origini improvvise.

Il quadro attuale delle testimonianze fossili conosciute è pieno di spazi vuoti: da un lato i reperti fossili ci rivelano l’esistenza di tendenze di lungo periodo, ma allo stesso tempo mostrano anche notevoli discontinuità. Darwin credeva che questi sbalzi fossero dovuti all’incompletezza dei dati; se fossero stati scoperti i tasselli mancanti, essi avrebbero rivelato un’evoluzione del mondo naturale tranquilla e graduale.

Metodo: trials and errors

Il metodo utilizzato da Darwin deriva direttamente dal materiale elaborato nel corso delle sue innumerevoli ricerche e dalla sua propensione ad effettuare lunghe e minuziose osservazioni, anche prolungate di molto nel tempo. Secondo la sua autobiografia, determinate sue caratteristiche lo avvantaggiarono sulla strada delle scienze naturali:

Ho abitudini assai metodiche e ciò è sempre stato molto utile al mio particolare tipo di lavoro. Inoltre il non dovermi guadagnare il pane quotidiano mi ha sempre lasciato gran disponibilità di tempo. Perfino la mia salute malferma, che pur mi ha fatto perdere molti anni di attività, mi ha dato qualche vantaggio, proteggendomi dalle distrazioni della vita sociale e dei divertimenti.

Il mio successo come uomo di scienza, qualunque esso sia stato, è dovuto, mi sembra, a diverse e complesse qualità e condizioni intellettuali. Le più importanti sono state: l'amore per la scienza, un'infinita pazienza nel riflettere lungamente su ogni argomento, gran diligenza nell'osservare e raccogliere dati di fatto, ed una certa dose di immaginazione e buon senso.¹⁰

Proprio per questo suo modo di procedere, che risultava abbastanza strano se paragonato a quello generalmente in uso tra gli altri studiosi, ha portato alcuni ad affermare che Darwin non avesse affatto un metodo.

In realtà il motivo di tanta apparente stranezza risiede nel fatto che ci troviamo di fronte ad un approccio metodologico completamente differente. Darwin difatti era solito partire da una quantità estremamente elevata di dati, raccolti in ogni maniera immaginabile su un determinato argomento, che catalogava personalmente in apposite cartelle (operazione questa che lo tenne occupato per buona parte della sua vita). Il suo metodo si basa soprattutto sulla raccolta di testimonianze, caratterizzandosi quindi come un metodo di tipo storico, esattamente come quello utilizzato dalle discipline che più lo interessarono, ovvero la geologia e la paleontologia, discipline che rappresentano in un certo senso la storia della vita sulla terra, e che utilizzano anch'esse un metodo basato sulla raccolta di testimonianze. Inoltre, entrambe hanno come presupposto l'uniformità della natura, che presenterà quindi le medesime leggi e caratteristiche del presente nel passato, e continuerà a manifestarle nel futuro.

Il metodo utilizzato si configura come un metodo storico basato su un forte impianto probabilistico; ma per la sua capacità di fare assunzioni sul mondo, rendere conto di concatenazioni di eventi e permettere la formulazione di previsioni per il futuro, può certamente qualificarsi anche come ipotetico-deduttivo.

Il metodo di lavoro utilizzato per la stesura delle sue opere variò molto a seconda del tipo di lavoro che andava ad affrontare: per esempio, nel caso di un'opera relativa alle scogliere coralline, argomento a lungo pensato e studiato, si prefiggeva lo scopo di verificare sul posto la correttezza delle sue teorie: Nessun altro dei miei lavori fu incominciato con un atteggiamento mentale così deduttivo: infatti la teoria era già stata completamente pensata fin da quando ero sulle coste occidentali del Sudamerica, e ancora non avevo visto una vera scogliera corallina, sicché non mi rimaneva che verificare e completare le mie opinioni con un accurato esame delle scogliere coralline viventi.¹¹

Per quanto riguarda altre opere, quali la stessa Origine delle specie, Darwin seguì un diverso metodo di lavoro, in quanto la raccolta del materiale precedette la sua successiva elaborazione in una teoria organica. In questo caso si abbinarono lunghe fasi di ricerche sul campo o di materiali utili per la ricerca, come le famose lettere, e spesso altrettanto lunghe fasi di rielaborazione teorica.

Come esempio di questo modo di procedere, che rappresenta quello più caratteristico di Darwin, consideriamo la nascita di una sua opera relativa alla nascita ed alle manifestazioni delle espressioni; per svolgere ricerche su questo settore egli osservò attentamente lo sviluppo di suo figlio Francis, annotando minuziosamente sui suoi taccuini ogni progresso effettuato dal bambino. Ecco come egli stesso ricorda questo evento nella sua autobiografia: Il 27 dicembre 1839 nacque il mio primo figlio e cominciai subito a prendere appunti sul primo apparire delle sue varie espressioni, perché ero convinto che le sfumature più fini e sottili del'espressione, quali si osservano anche in questo precoce periodo della vita, dovevano avere un'origine graduale e naturale. ¹²

Nei suoi studi sulla selezione effettuata dagli allevatori nel tentativo di dotare il bestiame di determinate caratteristiche apprezzabili, Darwin si rese conto del fatto che il selezionatore con la sua azione non riesce a scegliere esclusivamente le caratteristiche che desidera, bensì selezionerà sempre, assieme a queste, anche un certo numero di caratteristiche non volute. Questo fatto, a cui diede il nome di selezione inconscia, fa vedere come in natura non esistano direzioni stabilite e precise, e come il concetto di progresso non sia applicabile o direttamente derivabile dalle sue leggi. Le direzioni intraprese sono dunque casuali e solo successivamente saranno selezionate per mezzo del maggiore o minore grado di adattabilità che conferiscono al loro portatore. Insomma, quello che conta non è tanto la direzione delle modificazioni, in quanto sembrerebbe non esserci in assoluto una scala da seguire che conduca verso il progresso, bensì il risultato, che a partire dal caso (qui inteso come ignoranza delle cause che hanno determinato una mutazione, piuttosto che la casualità come comunemente intesa) delle variazioni individuali struttura la natura attraverso leggi ben precise. Non esiste un piano della natura, né l'adattamento perfetto: l'unica forza operante sembra essere questa tensione alla modificazione di ciò che esiste, e sulla forza selezionatrice che opera sul materiale che questa produce, decretando la sopravvivenza o meno di un determinato individuo in quanto singolare e diverso dagli altri. Questo modo di procedere venne indicato dallo stesso Darwin come Trials and errors¹³.

Si tratta quindi di un procedere lento ed inesorabile, che partendo da dati infinitesimali forniti direttamente dalla natura lavora sui grandi numeri e sui lunghissimi periodi, assicurando una continua selezione degli elementi più adatti alla sopravvivenza in uno specifico ambiente, e che continuerà ad agire probabilmente in eterno in quanto per struttura stessa della natura sembra impossibile che vengano a mancare le variazioni, ovvero il materiale sul quale questa forza lavora, trasformando pochissime varietà in nuove specie e distruggendo chi si dimostra non adatto alla sopravvivenza.

L'estrema specificità di questa azione fa sì che, qualora dovessero verificarsi le condizioni sia per la nascita che per la scomparsa di una nuova specie, sarà impossibile assistere al riverificarsi di quelle stesse condizioni per una seconda volta: insomma, la comparsa di una nuova forma di vita o la sua estinzione è un processo unico, che non potrà mai ripetersi. E' per sempre.