Che cos’è un istinto complesso e perché è un problema

Percorso: Algoritmi Animali
Modulo 1

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Introduzione: un uccello che non ha mai volato conosce già la strada

La berta minore si riproduce su isolette al largo del Galles e della Scozia e sverna sulla costa orientale del Sud America. Il dettaglio interessante non è la distanza: è l’ordine delle partenze. Gli adulti lasciano le colonie prima dei giovani. Quando i nuovi nati si alzano in volo non hanno nessuno da seguire, e devono attraversare l’Atlantico da soli verso un luogo mai visto, lungo una rotta che non coincide con quella del ritorno.

Un caso analogo, e sperimentalmente più pulito, riguarda le tartarughe caretta. In una vasca circolare i ricercatori hanno riprodotto i valori del campo magnetico misurati in due punti opposti dell’Atlantico settentrionale, ingannando i piccoli appena schiusi sulla propria posizione. In entrambi i casi le tartarughe hanno nuotato nella direzione corretta per rientrare verso la costa della Florida, la loro area d’origine. Nessuno di quegli animali era mai stato in mare.

Questi comportamenti non sono stati imparati e non possono esserlo: devono funzionare al primo tentativo, perché un secondo tentativo non c’è. Questo percorso li chiama istinti complessi, o più precisamente comportamenti programmati complessi. Il modulo di apertura non spiega da dove vengano: definisce l’oggetto, fissa i criteri per riconoscerlo e mostra perché la sua origine sia un problema che Darwin riconobbe per primo e che la ricerca successiva non ha chiuso.

1. La difficoltà che Darwin scelse di ammettere

Nel capitolo di Sull’origine delle specie dedicato all’istinto, Darwin consegna al lettore l’argomento migliore contro di sé. Molti istinti, scrive, sono “così meravigliosi” che il problema del loro sviluppo “probabilmente sarà apparso a molti lettori come una difficoltà sufficiente a rovesciare la mia intera teoria”.

Non è una concessione retorica. La sua teoria richiede che ogni struttura complessa sia raggiungibile per stati intermedi funzionanti e vantaggiosi: difficile da mostrare per un organo, di più per una sequenza coordinata che deve andare a segno la prima volta. La risposta di Darwin resta gradualista: “Nessun istinto complesso può essere prodotto attraverso la selezione naturale, se non attraverso l’accumulo lento e graduale di numerose e lievi variazioni, ma vantaggiose”. Chiudeva con l’adagio Natura non facit saltum, frase che poi eliminò dalle edizioni successive pur continuando a sostenerne il principio.

C’è un secondo passaggio, meno citato. Darwin credeva, come Lamarck, che l’abitudine potesse trasmettersi alla discendenza, e con questo meccanismo spiegava parte degli istinti. Ma ammise che non funzionava dappertutto: “gli istinti più meravigliosi che conosciamo, cioè quelli dell’ape alveare e di molte formiche, non potrebbero essere acquisiti in questo modo”. Sono i casi che questo percorso esaminerà.

Ne L’origine dell’uomo, dodici anni dopo, mette a fuoco la differenza decisiva: “L’uomo non può, al suo primo tentativo, costruire un’ascia di pietra o una canoa… deve imparare questo lavoro con la pratica; un castoro, invece, può fare la sua diga, e un uccello il suo nido, e un ragno la sua ragnatela, altrettanto bene la prima volta che ci prova come quando è vecchio ed esperto”.

La questione non è marginale. Ernst Mayr sosteneva che “il comportamento è il pacemaker dell’evoluzione”: se ha ragione, l’origine dei comportamenti è la prima casella della catena causale. Eppure resta la meno studiata, al punto che Mary Jane West-Eberhard ha definito questa lacuna “forse il più grande vuoto concettuale dell’etologia evolutiva”.

2. Che cos’è un istinto: una definizione operativa

La prima definizione moderna è di Darwin: è istintiva un’azione compiuta “soprattutto da un animale molto giovane, senza alcuna esperienza, e quando è compiuta da molti individui allo stesso modo, senza che essi sappiano a quale scopo viene eseguita”. Konrad Lorenz, fondatore dell’etologia, parlava nel 1932 di una “sequenza comportamentale basata su percorsi ereditari stabiliti nel sistema nervoso centrale”. John Alcock è più asciutto: l’istinto è “un comportamento che appare in forma pienamente funzionale la prima volta che viene eseguito”, anche senza esperienza precedente degli stimoli che lo elicitano.

Da qui cinque marcatori operativi. Un comportamento è istintivo quando è innato (la base è presente prima dell’esecuzione); non appreso (si verifica allevando l’animale in isolamento); specie-specifico (identico in tutti gli individui normali, come un carattere anatomico); stereotipato (sequenza fissa entro tolleranze ristrette); funzionante al primo tentativo, criterio decisivo. Un esempio di stereotipia: le vespe che costruiscono nidi a tubi raccolgono fango, lo impastano con la saliva e lo stendono in strisce con la fronte, in un ordine che secondo James e Carol Gould è “così stereotipato che deve essere basato su una serie di programmi coordinati”.

Il termine è contestato, e per buone ragioni

Nella letteratura specialistica la parola “istinto” è oggi poco usata, e non per motivi ideologici. Patrick Bateson ha elencato sette sensi diversi in cui si impiega “innato”: presente alla nascita; dovuto a una differenza genetica; adattato nel corso dell’evoluzione; immutabile nello sviluppo; comune a tutta la specie; presente prima che il comportamento svolga una funzione; non appreso. Sette proprietà indipendenti, che non coincidono sempre. Sara Shettleworth osserva che la modificabilità per esperienza varia a tal punto “da rendere obsoleti i termini appreso e innato”. Per Mark Blumberg il termine è “spesso solo una comodità per riferirsi a comportamenti complessi e tipici della specie che sembrano emergere misteriosamente dal nulla”.

Le critiche sono in buona parte fondate e le accogliamo. Per questo Eric Cassell, ingegnere aeronautico e autore di Animal Algorithms — la fonte principale del percorso — abbandona il termine per comportamento programmato complesso, che esclude per costruzione sia i comportamenti innati semplici (un riflesso) sia quelli complessi ma appresi (scrivere una lettera). Useremo le due espressioni come sinonimi: l’argomento non dipende dalla parola.

3. Che cosa non è un istinto: apprendimento, imprinting, condizionamento

Distinguere serve a evitare due errori simmetrici: attribuire a un programma innato ciò che l’animale ha imparato, e attribuire all’apprendimento ciò che l’apprendimento non può produrre.

Apprendimento

Gli insetti imparano, e molto. “L’apprendimento è probabilmente una proprietà universale degli insetti”, scrive Reuven Dukas. Un’ape mellifera impara un odore dopo una sola esposizione e poi lo distingue dagli altri con circa il 90% di accuratezza; impara forma, colore e posizione dei fiori, e memorizza a tempo indefinito la finestra oraria in cui una data specie produce più nettare. Con un cervello di meno di un millimetro cubo e circa 950.000 neuroni.

Il punto non è che imparino, ma che cosa. Uno studio di Stefano Ghirlanda, Magnus Enquist e Johan Lind ha mostrato che al crescere delle azioni elementari le combinazioni possibili crescono esponenzialmente, e la probabilità di scoprire per prova ed errore quale sequenza sia utile crolla altrettanto in fretta. Gli animali combinano perciò “comportamenti geneticamente determinati in sequenze apprese”. L’apprendimento non è un motore generico: è un modulo specializzato che opera su un repertorio già dato.

Imprinting

L’imprinting sta a metà. È apprendimento, perché l’animale acquisisce un’informazione che non possedeva, ma con caratteristiche innate: finestra temporale ristretta, spesso esposizione unica, contenuto predeterminato. Nelle tartarughe caretta una delle tre incognite del sistema è proprio l’imprinting della spiaggia natale; le altre due sono la lettura di latitudine e longitudine dal campo magnetico e il programma che decide la direzione di nuoto. La tartaruga ne registra la firma magnetica; ma il meccanismo che compie la registrazione, e la procedura che decenni dopo la userà, non sono appresi.

L’imprinting non è un’alternativa al programma: è una sua funzione, il campo variabile di un modulo per il resto fisso. Lo stesso vale per i piccioni viaggiatori, che da giovani usano calcolo del percorso e bussola magnetica, da adulti la bussola solare, e vicino a casa punti di riferimento e odori: la precisione migliora con l’esperienza, ma è programmato anche il processo di apprendimento.

Condizionamento

È la forma di apprendimento su cui si costruì il comportamentismo, la scuola che riteneva i processi mentali non studiabili scientificamente. Nel condizionamento pavloviano un animale associa uno stimolo neutro a uno che ha già una risposta, e comincia a rispondere al primo. Il fenomeno è reale, ma è un meccanismo di associazione: modifica la probabilità con cui un comportamento già presente viene emesso in risposta a un segnale. Non genera sequenze motorie nuove, non fornisce dati cartografici, non produce un algoritmo di calcolo dell’azimut solare.

Il confine non è mai netto quanto queste distinzioni suggeriscono: le vespe costruttrici producono tubi successivi via via migliori, dunque una componente di affinamento c’è. Chi scrive di istinti deve dichiarare caso per caso quanta parte sia programmata e quanta appresa, invece di trattare la categoria come ovvia.

4. Che cosa rende un istinto “complesso”: i criteri di Cassell

Un riflesso di retrazione è innato ma banale. Cassell individua cinque criteri congiunti.

Complessità, non generica ma ingegneristica e soprattutto specificata, cioè funzionale: una sequenza casuale di lettere è complessa in senso combinatorio ma non significa nulla, una frase è complessa e significa qualcosa. Finalità: il comportamento è orientato a un obiettivo, come il ragno che tesse per catturare prede. Programmazione: il controllo è affidato a qualcosa che si comporta come un algoritmo, “un insieme di regole ben definite per risolvere un problema in un numero finito di passi”. Il concetto di programma in biologia fu introdotto proprio da Mayr, come “informazione codificata o preordinata che controlla un processo (o un comportamento) portandolo verso un determinato fine”. Contingenza: la specie avrebbe potuto adottare un’altra soluzione e prosperare ugualmente — si naviga con il sole, le stelle, il magnetismo, gli odori, e nessuna legge fisica impone una scelta; il criterio esclude le spiegazioni deterministiche. Ereditabilità: ciò che si sviluppa solo per apprendimento non rientra nella categoria.

Come si applicano in pratica

Quattro indicatori dicono se siamo davanti a un istinto complesso. Numero di passi: quante operazioni distinte compongono la sequenza e quanto è rigido il loro ordine — una vespa cacciatrice deve riconoscere la preda, immobilizzarla, trasportarla, localizzare la tana, deporvi l’uovo, sigillarla. Coordinazione: quanti sottosistemi devono agire insieme — nella costruzione del favo entrano scelta della cavità, geometria, sintesi e posa della cera, controllo della temperatura, coordinamento fra migliaia di individui. Dipendenza da input sensoriali specifici: servono canali dedicati, spesso inesistenti nell’uomo, come la luce polarizzata o l’inclinazione del campo magnetico. Necessità di più componenti simultanei: è il punto decisivo, ed è la sezione 6.

Un esempio che li soddisfa tutti: molte vespe solitarie paralizzano la preda iniettando una neurotossina in un preciso ganglio nervoso, la cui posizione varia con la specie di preda. Una vespa specializzata nelle api mellifere “inserisce il suo pungiglione con precisione tra due placche distinte sulla parte inferiore del collo dell’ape, immobilizzando ma non uccidendo”. Il riconoscimento della preda è innato e la puntura è governata da un programma motorio, cioè da subroutine ordinate. Jerry Fodor e Massimo Piattelli-Palmarini — critici dell’adattazionismo, non sostenitori del disegno intelligente — osservano che un comportamento simile “potrebbe essere andato storto in molti modi, in una qualsiasi delle fasi”.

5. L’architettura di un comportamento programmato

Quello che segue è un’analogia, e la dichiariamo come tale. Descrivere un animale come un sistema di controllo ingegneristico organizza le osservazioni; non afferma nulla su come il sistema nervoso sia realizzato. L’analogia è però diffusa anche fuori dall’ambito del disegno intelligente: la biologia dei sistemi, osserva il fisico David Snoke, “analizza i sistemi viventi in termini di concetti di ingegneria dei sistemi come la progettazione, l’elaborazione delle informazioni, l’ottimizzazione”, con un approccio “top-down esplicitamente teleologico”.

Servono cinque elementi.

Sensori. Convertono una grandezza fisica in un segnale utilizzabile, e sono spesso raffinatissimi. Per il senso magnetico si discutono due candidati: la magnetite, ossido di ferro trovato in monarche, aragoste, termiti, uccelli, salmoni e tartarughe marine; e il criptocromo, proteina fotorecettrice della retina. Per il criptocromo Cry4 degli uccelli l’ipotesi corrente, proposta nel 2000 da Thorsten Ritz e colleghi, è che l’assorbimento di luce generi una coppia di elettroni spaiati in stato di entanglement quantistico, la cui evoluzione dipende dall’orientamento rispetto al campo terrestre: un fenomeno, osserva il chimico Marcos Eberlin, confermato in laboratorio solo nel Novecento inoltrato.

Elaborazione. I dati grezzi non sono utilizzabili così come sono. La posizione del sole non indica il sud: l’azimut si sposta durante la giornata, e il suo tasso di variazione cambia con latitudine e stagione. Una monarca in migrazione autunnale deve, scrivono i Gould, “dirigersi a destra del sole alle 9 del mattino, verso il sole a mezzogiorno, ben a sinistra del sole alle 15 del pomeriggio, e così via, sempre verso sud”. Servono un orologio interno e una compensazione temporale variabile.

Memoria. È la “cartografia precaricata”: un algoritmo di navigazione non basta, serve l’informazione sulla destinazione. Le rotte di molte specie sono ereditate, non apprese, dunque devono essere presenti nella memoria implicita dell’animale prima del primo viaggio, come un’applicazione di navigazione richiede sia il codice sia i dati cartografici. Attuatori: muscoli, ali, zampe, ghiandole. È la parte che l’evoluzione documenta meglio, perché lascia tracce anatomiche; ma un attuatore senza programma è inerte, e un programma senza l’attuatore adeguato è inutile.

Il programma di controllo. Coordina gli altri quattro e decide. Le formiche del deserto usano tre metodi — contapassi, bussola a luce polarizzata, punti di riferimento — e una funzione di controllo centrale sceglie la fonte in base alle condizioni; le monarche ripiegano sulla bussola magnetica quando il cielo è coperto. È la logica dei sistemi di navigazione aeronautici, che integrano sensori inerziali, GPS e radioassistenze scegliendo la sorgente migliore per la fase di volo, e che — racconta Cassell per esperienza professionale diretta — richiedono migliaia di ore di progettazione top-down proprio perché le interdipendenze vanno gestite esplicitamente.

Dove l’analogia smette di reggere

Tre limiti. Nel cervello non esistono un processore e una memoria separati: la stessa rete è insieme supporto e contenuto. Non sappiamo quasi nulla del formato in cui questi “programmi” sarebbero scritti: Cassell ammette che la forma della programmazione nei cervelli animali “rimane molto misteriosa”. Soprattutto, l’analogia non può fare da premessa — dire “è un programma, i programmi hanno programmatori, dunque c’è un programmatore” significa assumere la conclusione.

6. Perché qui la gradualità è difficile in modo particolare

Il requisito della macchina evolutiva darwiniana non è un’invenzione dei critici. Lo formula Jerry Coyne, biologo evoluzionista dell’Università di Chicago e deciso difensore del darwinismo: “La selezione naturale non può costruire alcuna caratteristica in cui i passaggi intermedi non conferiscano un vantaggio netto all’organismo”.

Applichiamolo alla navigazione. Un sistema di navigazione incompleto non porta l’animale a metà strada: lo porta fuori rotta. Una berta minore che parta con la giusta motivazione migratoria ma senza la mappa non si ferma a metà dell’Atlantico: muore in mare. Una tartaruga che legga il campo magnetico ma non abbia il programma che traduce la lettura in direzione di nuoto ha un organo di senso inutile e costoso. Un’ape che percepisca la distanza di una fonte ma non sappia codificarla nella danza non ha mezzo linguaggio: non ne ha nessuno. È questo che rende il caso comportamentale diverso da quello di un occhio, dove una versione parziale può svolgere una funzione ridotta. Qui il vantaggio selettivo compare solo a sistema completo.

Lo schema è riconoscibile: è l’equivalente comportamentale della complessità irriducibile, un sistema di parti interagenti nel quale la rimozione di una parte fa cessare la funzione. La formulazione originale e le repliche che ha ricevuto sono nel modulo dedicato alle macchine molecolari, e non le ripetiamo. Qui interessa la trasposizione dai componenti proteici di una macchina ai componenti funzionali di un comportamento. Cassell la applica al favo, dove scelta della cavità, geometria, materiali, temperatura e coordinamento “sono critici e interdipendenti, ovvero funzionano come una sorta di sistema irriducibilmente complesso di sistemi comportamentali”. E aggiunge: “Se non è proprio tutto o niente, si avvicina”.

Il conto dei cambiamenti richiesti

C’è un secondo argomento, quantitativo. Gli elementi di un sistema di navigazione dipendono da gruppi di geni distinti e non correlati: quelli della fisiologia del sensore magnetico non hanno rapporto con quelli dell’algoritmo di rotta, né con quelli della fisiologia migratoria. Cassell conta cinque gruppi genetici separati che devono essere in posto insieme, e il confronto fra genomi di monarche migratrici e non migratrici ha rivelato che più di cinquecento geni sono coinvolti nel comportamento migratorio. Il tasso medio di mutazione negli eucarioti è dell’ordine di una su un miliardo per generazione: due mutazioni specifiche e coordinate hanno una probabilità dell’ordine di una su 10¹⁸. È il motivo per cui i darwinisti insistono, correttamente, sul fatto che l’innovazione debba procedere una mutazione alla volta. Ma se la strada dei salti è preclusa dai numeri e quella graduale richiede che ogni passo sia vantaggioso, il caso dei sistemi integrati resta scoperto.

Non lo dicono solo i critici. Francisco Pulido descrive il comportamento migratorio come un tratto complesso con un “alto livello di integrazione tra i singoli tratti”, e riconosce che non è chiaro quali aspetti si siano potuti evolvere in modo indipendente. Stephen Jay Gould e Richard Lewontin avevano già rimproverato al programma adattazionista di presupporre “che tutte le transizioni potessero avvenire passo dopo passo”.

Un limite di questo argomento, dichiarato

Trasporre la complessità irriducibile dal molecolare al comportamentale costa in precisione. In una macchina molecolare le parti si contano: sono proteine, con nomi e sequenze. In un comportamento le “parti” sono unità funzionali che ritaglia l’osservatore, e un critico può sempre sostenere che una diversa scomposizione renderebbe disponibili intermedi che con la nostra non si vedono. L’obiezione è legittima: le si risponde caso per caso, mostrando che le funzioni identificate corrispondono a strutture e canali sensoriali realmente distinti. È quello che i moduli successivi tenteranno di fare.

7. I casi che questo percorso esaminerà

La farfalla monarca (modulo 2). Ogni anno fra cento e duecento milioni di individui di Danaus plexippus percorrono migliaia di chilometri fra Nord America e Messico. Servono fino a tre generazioni per completare andata e ritorno, il che esclude che la rotta sia appresa: nessun individuo l’ha mai percorsa per intero. D’inverno la popolazione si concentra in Messico su meno di un chilometro quadrato, spesso sugli stessi alberi delle generazioni precedenti.

La navigazione animale (modulo 3). Le strategie note sono almeno sei — tassismi, punti di riferimento, orientamento con bussola, navigazione vettoriale, calcolo del percorso, vera navigazione con senso di mappa — e gli animali le combinano. La sterna artica compie ogni anno un viaggio di andata e ritorno fra Artico e Antartide; l’individuo più anziano documentato aveva superato i trentaquattro anni.

La danza delle api (modulo 4). L’ape bottinatrice comunica direzione e distanza di una fonte con una sequenza a forma di otto: l’orientamento della corsa centrale rispetto alla verticale del favo codifica l’angolo fra la fonte e il sole, la durata codifica la distanza, e il segnale è corretto per il moto apparente del sole. Emittente e ricevente devono dunque condividere la stessa convenzione. Andrew Barron e Jenny Plath ammettono che “sappiamo ancora molto poco sui meccanismi neurobiologici” che la sostengono.

I costruttori (modulo 5). Termitai alti oltre sei metri, costruiti da insetti ciechi, con camera reale, vivai, giardini fungini e sistema di ventilazione; alcune specie africane mantengono la temperatura interna entro circa un grado da 30 °C e l’anidride carbonica fra il 2,6 e il 2,8 per cento. Sul favo delle api, Bernd Heinrich osserva che dopo oltre trecentocinquanta articoli scientifici non c’è ancora una risposta completa su come le api ne producano la geometria.

L’origine del software (modulo 6). Geni, epigenetica, reti neurali. Uno studio sul genoma dell’ape asiatica Apis cerana ha trovato 2.182 geni unici su 10.561. Ma il problema non è contare i geni: è capire dove risieda l’algoritmo.

La sintesi (modulo 7). Che cosa serve, minimamente, perché un istinto complesso esista; che cosa la spiegazione evolutiva rende bene; che cosa resta scoperto; e che tipo di inferenza sia legittimo trarre.

8. Una nota metodologica: il comportamento quasi non fossilizza

Cassell lo dice in una riga: “i comportamenti animali lasciano relativamente pochi indizi nella documentazione fossile”. Sull’origine delle strutture anatomiche esiste almeno un arbitro parziale: si possono cercare forme intermedie nelle rocce, e la loro presenza o assenza è un dato. Per il comportamento questo arbitro non c’è. L’ambra conserva un insetto in ogni dettaglio esterno, ma non i suoi circuiti né ciò che quei circuiti calcolavano. Restano le tracce indirette — nidi, gallerie, orme — che documentano il prodotto di un comportamento, non il programma che lo generava.

Questo limite penalizza entrambe le posizioni, non una sola. Chi sostiene che gli istinti complessi si siano formati per gradi non può esibire la serie graduale, perché non si è conservata: la sua è un’estrapolazione da ciò che sappiamo funzionare altrove. Chi sostiene che siano comparsi in blocco non può esibire il momento della comparsa: la sua è un’inferenza dalla struttura del sistema. Nessuna delle due parti ha il documento.

Tutto si gioca dunque su prove indirette: anatomia comparata dei sensori, genomica comparativa fra popolazioni migratrici e stanziali, neurobiologia, esperimenti di allevamento in isolamento, modelli computazionali. Sono strumenti buoni, ma di potenza diversa da un reperto. Lo riconosce anche la letteratura interna al paradigma evolutivo: un manuale del 2010, Evolutionary Behavioral Ecology, ammette che “sappiamo ancora poco sul tasso e sul tipo di cambiamento evolutivo… sperimentato dai tratti comportamentali”. La lacuna è reale, ed è riconosciuta e studiata, non nascosta.

9. Obiezioni

«Gli istinti si sono evoluti per gradi come tutto il resto»

Nella forma più forte: il comportamento è un fenotipo come gli altri. Varia fra individui, la variazione ha una componente genetica documentata, la selezione agisce su di essa. Esperimenti di incrocio mostrano che la propensione migratoria è ereditabile, e l’ornitologo Peter Berthold ha documentato nella capinera una variabilità dei pattern migratori tale da consentire, a suo giudizio, “la rapida evoluzione di pattern migratori adattivi”.

La parte solida va concessa per intero: il comportamento varia, la variazione è in parte ereditaria, la selezione la modula, e questo è documentato. Circa il 55–60% delle specie di uccelli comprende individui migratori e individui stanziali, e le proporzioni si spostano in poche generazioni. Il punto in discussione è un altro: gli esempi disponibili mostrano la modulazione di un programma esistente — parte più tardi, vola più lontano, non parte affatto — non l’ingresso di un programma che prima non c’era. È la distinzione fra la sopravvivenza del più adatto e l’arrivo del più adatto. Fodor e Piattelli-Palmarini la rendono così: “Pensiamo alla selezione naturale come all’accordatura del pianoforte, non come alla composizione delle melodie”.

«Esistono comportamenti intermedi documentati»

È l’obiezione più seria, e va presentata con i suoi casi migliori. Le formiche tessitrici costruiscono nidi cucendo foglie con la seta prodotta dalle proprie larve, usate come navette. Bert Hölldobler ed Edward O. Wilson hanno documentato che la tessitura è sviluppata in misura diversa in specie diverse: in alcune il comportamento larvale devia solo lievemente dalla norma, tanto che secondo i due autori “è facile immaginare che un tale cambiamento avvenga con l’alterazione di un singolo gene che influisce sul programma di tessitura”. Le popolazioni parzialmente migratrici, dal canto loro, sono intermedi viventi fra migrazione e stanzialità.

Questa evidenza stabilisce che i comportamenti complessi non sono monoliti: hanno gradi e varianti, e chi li descrivesse come blocchi indivisibili verrebbe smentito dai dati. Non stabilisce, però, che quelle gradazioni siano una serie storica. Sono varianti contemporanee di uno stesso programma di base, distribuite fra specie affini: tessere meglio o peggio presuppone in entrambi i casi larve produttrici di seta, riconoscimento del bordo fogliare, coordinamento fra portatrici e tessitrici. Hölldobler e Wilson stessi si chiedono “perché così tante specie intermedie possiedono un adattamento che sembra ‘imperfetto'”, domanda ragionevole solo se si assume già la direzione del processo. La conclusione onesta è intermedia: gli intermedi mostrano che la variazione esiste ai margini del sistema, non come si costituisca il nucleo.

«Chiamarlo “programma” è una metafora informatica indebita»

Formulata bene, l’obiezione pesa. Il vocabolario di algoritmo, software, subroutine e sensori nasce nel Novecento in un contesto tecnologico specifico; applicarlo a un sistema nervoso significa importare, con le parole, l’immagine di un progettista che le parole portano con sé. Blumberg lo dice esplicitamente: “Nella prospettiva razionalista dell’istinto sono insite le nozioni di scopo, obiettivi e progetto”. Se si accetta la metafora, la conclusione progettuale è già nella premessa e l’argomento gira a vuoto.

Il rischio è reale e va concesso, insieme al fatto che nessuno ha mai esibito un “codice” comportamentale letto da un genoma. Tre osservazioni, però. Primo: il vocabolario non è un’importazione del disegno intelligente. Mayr introdusse il concetto di programma in biologia; Douglas Futuyma parla di “informazioni codificate o preordinate, residenti nelle sequenze di DNA”; Pulido descrive gli uccelli migratori come dotati di “un programma innato che ‘dice’ loro a che velocità svilupparsi, quando lasciare l’area di riproduzione, a che velocità e in che direzione e quando smettere di migrare”. Sono evoluzionisti mainstream, e nessuno di loro intende un progettista. Secondo: le proprietà che ci interessano — passi ordinati, canali sensoriali specifici, componenti simultanei, funzionamento al primo tentativo — sono fatti osservativi, descrivibili senza la metafora. Terzo, senza attenuazioni: se si rinuncia alla metafora si indebolisce anche il passo che dall’esistenza di algoritmi risale a un agente che li scrive.

«È un argomento dall’ignoranza»

La forma dell’accusa è nota: non sappiamo come l’evoluzione abbia prodotto X, quindi X è progettato. È una fallacia, e se l’argomento avesse questa struttura andrebbe scartato. La replica di Cassell è che l’argomento ha due gambe: una negativa, contro l’adeguatezza causale dei meccanismi non guidati, e una positiva, fondata sul fatto che gli agenti intelligenti sono l’unica causa di cui abbiamo esperienza uniforme e ripetuta capace di produrre sistemi ricchi di informazione funzionale. Non “non sappiamo, quindi design”, ma “fra le cause note una ha il potere richiesto e l’altra non lo ha mostrato”.

La replica però non chiude la partita. La gamba positiva è un’inferenza per analogia ed esperienza uniforme: argomenta a favore, non dimostra, e la sua forza dipende da quanto il caso biologico assomigli davvero ai casi di progettazione noti — cioè da ciò che l’obiezione precedente mette in dubbio. La gamba negativa è per natura provvisoria. Cassell stesso ammette che l’ipotesi del disegno “lascia aperte molte questioni riguardanti i meccanismi specifici”. Il disegno intelligente, su questo sito, è presentato come una deduzione logica e filosofica a partire da dati empirici, non come una teoria dotata di un meccanismo alternativo dettagliato.

Concetti chiave

1. Darwin considerò gli istinti una possibile confutazione della propria teoria, e lo scrisse. Ammette nell’Origine che il problema del loro sviluppo sarà apparso a molti “come una difficoltà sufficiente a rovesciare la mia intera teoria”. La difficoltà è la stessa di oggi; la sua risposta gradualista attende ancora di essere documentata nei casi complessi.
2. Un istinto è innato, non appreso, specie-specifico, stereotipato e funzionante al primo tentativo. Il termine è contestato in letteratura per buone ragioni: qui usiamo criteri operativi congiunti anziché una dicotomia, e l’argomento non dipende dalla parola scelta.
3. Apprendimento, imprinting e condizionamento presuppongono un programma, non lo sostituiscono. L’imprinting riempie un campo variabile dentro una procedura fissa; il condizionamento modula la probabilità di comportamenti già nel repertorio; l’apprendimento degli insetti è specializzato sui compiti vitali della specie.
4. Un comportamento programmato complesso richiede sensori, elaborazione, memoria, attuatori e un programma che li coordini. Il lessico dei sistemi di controllo è un’analogia dichiarata, non una premessa da cui dedurre un progettista.
5. Il vantaggio selettivo di un sistema di navigazione compare solo a sistema completo. Metà sistema non porta l’animale a metà strada: lo porta fuori rotta. È l’equivalente comportamentale della complessità irriducibile, con un margine di imprecisione in più, perché le “parti” di un comportamento le ritaglia l’osservatore.
6. Esistono intermedi comportamentali documentati, e vanno riconosciuti. Formiche tessitrici di abilità diversa, popolazioni parzialmente migratrici, danze più e meno elaborate: mostrano variazione ai margini di un programma esistente, non come il programma si sia costituito.
7. Il comportamento non fossilizza, e questo limita entrambe le parti. Manca il documento storico che potrebbe arbitrare fra origine graduale e comparsa integrata: ogni conclusione di questo percorso poggia su prove indirette.

Per approfondire

• Perché la complessità irriducibile è un problema per il darwinismo — la versione molecolare dell’argomento di cui qui si propone la trasposizione comportamentale.
• Le risposte dei critici, cooptazione ed exaptation — le repliche più solide all’irriducibilità, che tornano quasi identiche per i comportamenti riutilizzati con funzioni nuove.
• Cosa può e cosa non può fare la selezione naturale — il confine fra modulazione di un tratto esistente e origine di un tratto nuovo.
• Il genoma come sistema gerarchico, reti regolatorie, epigenetica — perché l’algoritmo di un comportamento potrebbe non risiedere nel DNA codificante.
• I limiti degli algoritmi evolutivi — che cosa i modelli computazionali di evoluzione riescono e non riescono a generare.
• Il metodo scientifico dell’ID: come si riconosce un progetto — la struttura dell’inferenza alla migliore spiegazione.

Riferimenti

Cassell, E. (2021). Animal Algorithms: Evolution and the Mysterious Origin of Ingenious Instincts. Discovery Institute Press.

Darwin, C. (1859). On the Origin of Species by Means of Natural Selection. John Murray. Le ammissioni sull’istinto sono alle pp. 207 e 209–210.

Darwin, C. (1871). The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex. John Murray (ed. Prometheus Books, 1998), p. 70.

Bateson, P. (1999). Prefazione a J. J. Bolhuis & J. A. Hogan (a cura di), The Development of Animal Behaviour: A Reader. Blackwell, p. x.

Alcock, J. (2013). Animal Behavior: An Evolutionary Approach. Sinauer Associates, p. 362.

Gould, J. L., & Gould, C. G. (1994). Animal Minds. Scientific American Library, p. 24.

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Shettleworth, S. J. (2010). Cognition, Evolution, and Behavior, 2ª ed. Oxford University Press, pp. 13–14 e 18.

Blumberg, M. S. (2005). Basic Instinct: The Genesis of Behavior. Thunder’s Mouth Press, pp. xiv e 17.

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