Infinite forme meravigliose

 Le ultime parole dell"origine della specie" sono "infinite forme meravigliose, che poi è la biodiversità. Amo l'arte per lo stesso motivo per cui amo l'arte, per la vertigine delle forme, ma gli artisti, nella loro grandezza, hanno prodotto una frazione infinitesima delle infinite forme che ha prodotto la natura.

Dawkins, meme e social networks

Dawkins, creationism and fascism

Bushes and stairs

Evolution is obviously a bush, not a stair; but after changing our perspective from the evolutionary stair to the forest of failed innovations, it must not be forgottetn that evolution usualli actually leads to higher complexity. It is true for instance that human evolution was highly ramified uptoa few thosudna years ago, but that Homos sapiens is eventually the species with the largest brain and the most "evolved" molars.

Darwin and von Humboldt

it0s unthinkable how mcuh damage did Darwin to the study of nature. Von Humboldt had just invented the field of ecology, but the study of this discipline,, i.e. the network of interrelationships among the organisms and the organisms and the nevironement, was superseded by the individualistic study of dispersal and competition. But Darwin of course is untouchable, not because, I believ, of his scientific achievmenet,s but because his description of nature is shaped not or only limitedld by the observation of the natural world, but by the observation of the hellish malthusian world of London in the 19th century, with his starving population and cruel exploitation. And this implicit support of the individualistic  concept of capitalism is liked by many,.

The resurrection of kiingdoms

The traditional view of biological kingdoms - animals and plants - is that plants are immobile and animals mobile. Later it was added the conditions that plants are immobile and photosynthetic, and thus fungi, which are immobile but non-photosynthetic become a new kingdom in tis own.

There is a large number of unicellualr organisms which are of dubious position, however: microscopic algae are often very mobile and Euglena can shift from photosyntehtic to heterotrphic mode of life- The new kingdom of protists was thus erected to account for these uncertainities.

The rise of molecular phylogeny revolutionised the field: protists are in fact a very heterogeneous assemblages of groups of diverse affinity and fungi are closely related to animals. Both could be suspected from biochemistry (for instance fungi and animals share glycogen and chitin) and from morphology. We should speak of at least a dozen of kingdoms instead of the original two.

But recent advances in phylogenomics have however simplified the picture: there are only three big groups of eukaryotes: Diaphoretyks which include all plants (apart euglena and allied) and most protozoans; Excavates which includes Euglena and a few parasitic protozoans, and Amorpheaea which include Amoebae, Animals and Fungi. It is even possible that the suprgroups are only two, unikonts (with one flagellum in their cells, like in the spermatozoon of animals) and dikonts (with two flagella like spermidia of most plants and the largest part of protozoans). It is like that plants (dikonts) and unikonts (animals and fungi) are a resurrection of the old division, but with fungi in fact immobile animals, and with emphasis shifted to photosynthesis (which can anyhow be lost in many groups like many protozoans) and reproduction (dikonts have usually complex life cylce which lack in animals and fungi; it is a curse of courses of botany the sutdy of the complex cycles of algae and plants).

Neanderthal e orsi polari

Con lo scioglimento dei ghiacci artici, gli orsi polari ovviamente sono destinati a non avere più un habitat in cui vivere. La cosa interessante è che sembra che non si stiano estinguendo, ma ibridandosi con l'affine orso bruno, da cui la specie polare deriva, perdendo così la loro identità genetica. Credo che qualcosa del genere sia avvenuto con i Neanderthal, che, forse anch'essi per un cambiamento climatico, sono stati assorbiti mediante ibridazione nel Sapiens. Il nostro genoma contiene una percentuale cospicua di DNA neanderthaliano, il che suggerisce che l'ibridazione sia stato un fenomeno esteso e forse generalizzato.

When facts falsify hypotheses facts are wrong

Thomas Huxley, the friend and supporter of Darwin said that when ugly facts are in contrasts with good ideas good isead must succomb. As a mattert, history of science shows that m many cases exaclty the opposite happens. Think of Wallace's continental drift. A bounty of facts supported his theory, and yet it was forgotten since it seemed impossible that continents could move. In ecology this is even more frequente. Consider for instance this paper in the top (and very fine) hournal !Ecological monographs" ; In shotr it says that the idea that phylogenetic distance is proportional to ecological distance is not supported by fact. But since this is counterinutivive, the facts have to be biased.

Of course not only the facts are not biased in this and other cases, but also the intuition is a very poor guide to science. It would suffice to consider orcas and shark. They occupy more or less the same niche, and yet they are hugely apart phylogenetically. Or birds and pterosaurs: it is simply the process of convergence. Of course the hidden reason for so shallow a paper is the idea (that I exposed in previous post) that you should explain ecology with evolution (which is the opposite of Darwinism) or otherwise the explanations are false. But poor reasoning, provided it is in agreement with conventional wisdom, is highly appreciated among scientist, who, often, are very conformist.

Ecology, evolution, Hubble, neutrality, short-siohtedness

Darwin said (said shortly) that ecology was the force driving evolution via differential mortaality. Ecologists, in particular in the anglo-saxon world are instead taught that evolution is the driver of ecology via reproductive fitness. And don't even dare to say that ecology is not evolutionary biology! Your research would be pointed to as poorly designed and unsupported.

The moral of Hubbel's model is that you can do very good prediction about many aspects of communities by avoiding to make any reference to evolutionary properties (competition, fintess etc.) and simply focussing on the abstract properties of the community per se- Of course his ideas (ehcih need obviously much more work) were received with incredulity if not outrage. Wegener received the same reception, even if he had plenty of support for his theory and even id his theory was badly incomplete (which means that you must work on it, not reject it). It must be said that ecologists are gradually beginning to accept that maybe some neutral process occurs in the communities. But without a change of perspective Hubbel provocation will not be fruitful.

Wallace Darwin vFisher

Fisher equation states royghly that the rate of evolution of a trait is proportional to the variance of that trait. Fisher equation was often misunderstood even by biologist since evolution is often stated implicitly in the sense that higher fitness drives evolution; it is differences in fitness that drive evolution. In a wonderful study of Darwin Finches, that measured actual mortality in relationship with evolution of bill size in the course of a few decades, it appeared that fitness was overall very low (mortality was huge), but that mintue differneces in moratlity lead to important change in bill size.

I want to emphasize that Fisher formula is closer to Wallace's formulation of evolution than to Darwin's. The title of the essay of Wallace was "on the tendency of varieties to diverge indefinitely from the type" instead than the "survival of the fittest" which is obiously equally correct but less precise and perhaps miselading as I have tried to show.

Creazionismo, darwinismo, deriva, Piovani

Mi piace la sincerità con cui Telmo Piovani, il nostro Dawkins, difende il darwinismo. Però ho il sospetto che gli sfugga la, diciamo così, struttura logica dell'evoluzione.

Primo: evoluzione significa semplicemente cambiamento (nell'ottocento il termine italiano era di solito "trasformismo"): Si può avere evoluzione per deriva genetica (che non è minimamente darwiniana), oppure per trasmissione di caratteri acquisii (che sembrano impossibili, anche se l'epigenetica potrebbe rappresentare un'eccezione): Del resto il gruppo delle Scienze negli anni '80 era ferocemente lamarckiano e antidarwiniano, e pubblicizzava i libri di Serrmonti, feroce antidarwiniano.

Secondo, al paragrafo 7 Pievani afferma che cambiamenti di pressione selettiva causano modificazioni delle frequenze di una certa variante in una data popolazione. Il problema è che questa affermazione, la formulazione sintetica del darwinismo, non è falsificabile, ma non è falsificabile perché è necessariamente vera o se vogliamo è quasi una tautologia. Pressione selettiva significa mortalità, e ovviamente differenze di pressione selettiva (non cambiamenti a essere rigorosi) necessariamente significano cambiamenti di frequenze se esiste più di una varietà

Dacciamo un esempio numerico: ho 10 A e 10 B (frequenze 0.5 e 0.5). Se muoiono 1/3 di A e 1/2 di B alla seconda generazione ho 3 A e 5 B (frequenze 0,3 e 0,6). Alla generazione successiva ho 1 A e 3 B (frequenze 0.26 e 0.74) finché A non si estingue.

Questa relazione, difficile da padroneggiarese espressa a parole ma facilissima se espressa con un esempio numerico (o in formule), come tante leggi economiche che sono trasparenti in formule e oscure a parole, è assolutamente necessaria Se ci sono differenze di mortalità costanti necessariamente si ha microevoluzione.

Però un fenomeno matematicamente necessario potrebbe non esistere in natura se non sono verificati i presupposti. Un centauro con tre gambe non potrebbe camminare velocemente, il problema perà è che non esistono i centauri. In termini evoluzionistici il problema è: esistono realmente differenze di mortalità? la cosa non è assolutamente scontata perché un cambiamento di frequenze (osservato, come nel caso della farfalla melanica) potrebbe dipendere da deriva genetica (o altri meccanismi non ancora escogitati). Qui l'importanza degli esperimenti sui fringuelli. In un certo senso non provano la selezione, escludono la deriva genetica, e come dice Sherlock Holmes, una volta escluso l'impossibile quello che rimane è vero. Nel caso della selezione è ancora più vero, perché data mortalità differenziale, l'evoluzione è marematicamente necessaria.

Detto questo, Piovni dice anche "Associata a questa critica inconsistente ve n’è un’altra non meno risibile: quella secondo cui non vi sarebbe prova empirica del passaggio da cambiamenti microevolutivi (molecolari, genetici) a cambiamenti macroevolutivi". Però nonostante l'articolo sia interminabile, non dice perché risibile, il che vuol dire che è in difficoltà. Infatti a rigore non abbiamo una prova che per esempio la comparsa delle piume nei dinosauri non fosse dovuta a deriva genetica. Anche se ovviamente sembra assai improbabile. Però l'argomento che abbiamo è che un carattere così importante per la sopravvivenza non sia legato a mortalità differenziale, ancora una volta una prova logica, non empirica.


Io personalmente non sono un fanatico della selezione, ho l'impressione che ci debba essere qualcosa dui abbastanza simile a quello che propongono Lewontin e Gould, cioè che la selezione su un carattere comporti l'evoluzione di tutta una serie di caratteri neutrali ma correlati al primo (che poi è un'ipotesi che Darwin fa nell'origine della specie per l'occhio). Però sono un fanatico dell'evoluzione, anche a me sembra che ci sia qualcosa di grandioso in questa visione della vita per cui dalle forme più semplici si sviluppano infinite forme meravigliose (mentre il fissismo mi sembra veramente l'album delle figurine). E l'evoluzione è un concetto diverso dalla selezione naturale (ci insegnavano evoluzione per selezione naturale). E l'evoluzione, come dice un mio giovane amico, è un fatto. Basta mettere i fossili del cavallo in fila, o anche i fossili dell'uomo. Poi se uno non vuol guardare nel cannocchiale, liberissimo. Se poi pensa che tra Australopithecus afarensis e Homo habilis manca l0anello mancante non sarà mai soddisfatto, perché se venisse scoperto un intermedio tra i due, Z, allora mancherebbe l'intermedio tra Z e Homo habilis e così all'infinito. Una specie di paradosso di Zenone.

Tutto comincia da 1

Leggevo una pubblicità che dice "tutto comincia da zero". In realtà tutto comincia da 1 - 0 resto eternamente 0.

Whati is life?

This nice video points to an important question. It is very easy to tell life from death, but it is very difficult to give a definition. It is commonly held that life = DNA, but DNA is obviously dead stuff, and this rises the questions discussed in the video. In my opinion life is a system that is able to repair itself. A cell is life, a virus is dead but a virus in a cell is living, and when we will make software that repairs itself we wouldl have created a rudimentary but perfectly working artificial life. Evolution itself arises from the errors made in the process of self-reparation. Information is not life (information is in everything). Information that creates new information is life.

Of course this idea is by no means new. It is the idea of "autopoieitc machine" of Maturana and Varela, of Morin, and can be traced even to Marx, that said that men are beings the produce themselves (in the economical-phylosophical manuscripts).

Cladistics

Cladistic is a method for reconstructiong philgenetic trees, in particular in animals and plants. It is based to the principle that only shared innovation that are not present in other groups are informative. For instance, fins are present in fishes, ichtyosaurs, seals and dolphins, and are therefore not iformative. Mammal glands, instead, occur only in mammals, and therefore are a good character (synapomorphy) to demostrate descent from a common ancestor. Early systematics was based on overall similarity, i.e both on innovations and ancestral characters, whereas modern taxonomy is based exclusively on innovations (apomorphies). The ideas of cladistic are credited to Hans Hennig in the '50s, but only in the '80s gained wide acceptance. And yet, exactly the same ideas are a century older in linguistic, and are known under the name of Leskien principle, that states that only positive innovations are usueful for philogenetic reconstruction of language relationshis. The reason why systematics lagged so behind lingusitcs, lies in the fact that evolutionary idea were commonplace in linguistics since its foundation n the XIXth cenutyr, whereas taxonomy remained more or less the same of its beginnings in the XVIII century even after the discovery of natural selection, and only very late evolutionistic ideas influenced effectively taconomy,

Wallace

The theory of evolution by natural selction was proposed independently and at the same time by Darwin and Wallace. Any other scientific  theory discovered by two author would  be named wallace-darwinism, but we speak simply of darwinism. Darwin, that was rather ambitious, did all the possible to obscue his fellow, and Wallace - he was socialist - from his part didnt'care. But apart from the human weaknesses, there was a slight difference in accent in the presentation of Darwin and Wallace. Darwin spoke of survival of the fittest and was overtly malthusian. This appealed to the readers of the time, and rapidly led to social darwinism (that I dare say is still with us). Wallace spoke of tendency of varieties to depart indefinitely from the original type, a statistical approach implying shifts in frequencies and extremely modern, but less intuitive to readers of the day.

Biodiversità

Il mio professore di botanica è andato cercando per tutta la vita di misurare la biodiversità, senza riuscirci. Ora, per biodiversità non intende quello che intendono tutti, cioè un elevato numero di specie e una bassa dominanza (cioè un alto numero di specie per “unità di comunità”), ma si riferisce a un’esperienza che è naturale per un naturalista: alcune comunità sono “belle” e altre sono “brutte”. Siccome non è consapevole di cosa sta cercando, si è infognato negli indici di diversità, senza cavare un ragno dal buco. Quello che però sembra certo è che le comunità “belle” sono poco produttive, mentre le comunità produttive sono “brutte”. Sembrerebbe quindi che in ecologia “bellezza” e funzione vadano in direzione opposta, ma questo è vero solo se identifichiamo la funzione con la produttività; se identifichiamo la produttività con la sopravvivenza (la fitness), il che ha molto più senso evoluzionisticamente, allora forse la contraddizione si riconcilia. Dico forse, perché, come nessuno sa come misurare la “bellezza” di una comunità, nessuno sa come misurare la sopravvivenza di una comunità intera; esistono indici di stabilità, ma sono molto controversi e poi non è detto che elevate fluttuazioni delle popolazioni siano incompatibili con la sopravvivenza. Incidentalmente, per l’evoluzione non ha nessuna importanza che un animale sia più forte, più produttivo, più veloce, più grande; l’unica cosa che conta è la sua sopravvivenza – E’ una bella forma di antropomorfismo identificare fitness con forza e potenza. Per essere precisi, bisogna riferirsi a una popolazione di animali, perché, se la selezione avviene a livello di individuo, le variabili dell’evoluzione (frequenza allelica, fitness, pressione selettiva) non hanno senso a livello di individuo ma solo di popolazione. Faccio queste precisazioni perché molti biologi si lamentano che l’evoluzione non sia capita dai suoi detrattori, ma quando poi tentano di spiegarla, parlano sempre di caso e necessità, che sono interessanti dal punto di vista religioso, ma hanno poco a che fare con i modelli matematici dell’evoluzione che ho tentato di riassumere.

Evoluzione

Abbiamo confuso evoluzione e progresso. L'evoluzione va in tutte le direzioni, il progresso solo in una.