La vita artificiale dimostra che l’evoluzione porta ad una maggiore complessità ed evolvibilità degli organismi

Giunge dall’utilizzo di popolazioni di programmi per computer in grado di simulare le interazioni ospite-parassita una prova a supporto del fatto che sia proprio la selezione naturale a determinare la maggiore complessità raggiunta dagli organismi nell’arco dell’evoluzione

Per quanto l’evoluzione delle specie sia un fenomeno ampiamente accettato, tra gli evoluzionisti rimane piuttosto acceso il dibattito sul ruolo della selezione naturale. Studiosi come Stephen J. Gould ritengono che, procedendo casualmente da un inizio piuttosto semplice, si raggiunga comunque una maggiore complessità senza che vi sia la necessità dell’intervento di una pressione selettiva affinché ciò avvenga. Secondo altri invece è proprio la selezione che spinge gli organismi a diventare sempre più complessi, basti pensare a casi come la corsa agli armamenti nella coevoluzione dell’ospite e del parassita.

A causa dell’impossibilità pratica di testare le due ipotesi su organismi viventi, la controversia rimane ancora aperta. Proprio per cercare di fare chiarezza sulla questione, alcuni ricercatori del BEACON Center dell’Università del Michigan hanno deciso di concentrare la propria attenzione sulla vita artificiale. Luis Zaman e colleghi hanno infatti utilizzato una piattaforma, detta Avida, ideata per lo studio dell’evoluzione di programmi per computer. L’avanzamento della tecnologia permette ora di andare ben oltre le tradizionali simulazioni numeriche, in quanto i programmi attualmente utilizzati sono in grado di auto-replicarsi, mutare, competere ed evolvere. In questo caso in particolare sono stati impiegati dei programmi che simulano esattamente l’interazione ospite-parassita e che competono tra loro per l’utilizzo dell’energia di processamento della CPU. Con Avida è possibile seguire attraverso migliaia di generazioni l’evoluzione sia dell’ospite che del parassita. Grazie all’utilizzo di questi programmi si è potuto verificare come, partendo dalle stesse condizioni iniziali, l’ospite raggiunga un maggiore grado di complessità nel caso di coevoluzione con il parassita rispetto al livello raggiunto in assenza di tale interazione.

Inoltre, i ricercatori sono stati sorpresi dallo scoprire che questo risultato è ottenuto tramite un processo del tutto inatteso: la selezione per una maggiore evolvibilità. L’evolvibilità è la capacità che un organismo ha di subire delle mutazioni che possano eventualmente portare ad evoluzione, una sorta di flessibilità del proprio genoma (per maggiori approfondimenti sul tema dell’evolvibilità si veda il seguente articolo di Pikaia). L’interazione quindi tra ospite e parassita porta alla selezione di ospiti con una maggiore evolvibilità e, come conseguenza, alla comparsa con maggiore frequenza nel genoma dell’ospite di mutazioni che possono conferire resistenza al parassita.

L’utilizzo di un sistema artificiale altamente controllabile e accurato offrirebbe quindi sostegno all’importanza della pressione selettiva per il raggiungimento di una maggiore complessità nell’arco dell’evoluzione e fornirebbe ulteriori prove dell’esistenza del fenomeno dell’evolvibilità.


Reference:
Luis Zaman, Justin R. Meyer, Suhas Devangam, David M. Bryson, Richard E. Lenski, Charles Ofria. Coevolution Drives the Emergence of Complex Traits and Promotes Evolvability. PLoS Biology, 2014; 12 (12): e1002023 DOI:10.1371/journal.pbio.1002023

Image credits: 
Luis Zaman et al. PLoS Biology, 2014; 12 (12): e1002023 DOI:10.1371/journal.pbio.1002023