Archivio per giugno 2011

Covariando

Da ormai qualche decina di anni, e ultimamente con pulsioni esponenziali, gli studi morfologici stanno passando da una fase preliminare e di primo contatto durata secoli a una fase propriamente analitica e sperimentale, che entra di fatto nella biologia strutturale e funzionale degli organismi. Integrazione morfologica e modularità hanno fatto da breccia in un contesto teorico incredibilmente denso, vasto, e promettente. Sicuramente questo è stato il risultato di una maturità concettuale, ma anche e forse soprattutto metodologica (statistica multivariata, computer e programmi, strumenti digitali e così via). I primi tentativi analitici in questo senso furono abbastanza anomali, almeno in termini epistemologici. Il cuore della questione è la correlazione tra gli elementi, la relazione tra le parti che sta dietro al fenotipo, il modello funzionale e strutturale che genera quella variabilità di fatto poi selezionata dal contesto evolutivo. In termini statistici, il cuore della questione è la matrice di covarianza. Ebbene, i primi che si misero seriamente a lavorare sulla matrice di covarianza, sebbene lavorassero sul solito cranio e sulle solite misure metriche di tutta la vita, chiamarono il tutto “genetica quantitativa”. Forse perché si vergognavano di dire che lavoravano con la solita morfometria, forse per approfittare di riviste con fattori di impatto maggiore, forse per brillare delle paiette delle discipline molecolari, o forse solo per poter accedere ai loro fondi ben più prosperosi. Di fatto, con la scusa che il fenotipo covaria come covaria il genotipo, questi si misero a misurare crani dicendo che in realtà misuravano geni. A parte questo scompenso della personalità, i contenuti teorici e l’apporto di queste prospettive sono stati fondamentali. L’analisi della struttura profonda della variazione anatomica e morfologica è oggi un campo incredibilmente specializzato sul piano concettuale e metodologico, e probabilmente arriveranno sorprese. Certo, bisogna andarci cauti, come sempre. Ancora adesso le potenzialità del metodo restituiscono risultati relativamente blandi a livello di informazioni utili. Le matrici di covarianza sono spesso tutte uguali e tutte diverse: a fronte di una omogeneità inverosimile tra gruppi zoologici incredibilmente lontani, ci sono poi subdole differenze tra gruppi affini che nonostante la loro minuzia sono invece importantissime. Queste analisi sono molto sensibili ai limiti statistici della numerosità campionaria, così come alle differenze geografiche (con variazioni inaspettate tra sottospecie o addirittura tra popolazioni). E ci sono ancora vaste zone d’ombra metodologiche, dove è facile perdersi trasformando la morfometria in cabala. In questa fase di fatto sembra esserci un fiorire di idee e di metodi, ma le applicazioni sono spesso ancora poco conclusive. Ma si sa, anche la scienza passa per linee di minima resistenza …

Emiliano Bruner

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Cooperazione animale

Quando un gruppo di carnivori sociali coopera nella cattura di un ungulato diversi individui spendono energie considerevoli nell’inseguimento e corrono il rischio di essere feriti, ma poi anche i membri del gruppo che non hanno partecipato alla cattura possono nutrirsi della preda abbattuta. Quindi, da un punto di vista evolutivo è interessante comprendere i meccanismi che favoriscono l’emergere della cooperazione nelle società animali nonostante l’apparente vantaggio in termini di fitness che deriverebbe dallo sfruttamento della cooperazione altrui. I modelli teorici suggeriscono che i cooperatori possono ottenere una fitness individuale maggiore dei non-cooperatori quando i beneficiari degli atti cooperativi sono i loro parenti stretti (selezione di parentela), oppure quando ricambiano il supporto ricevuto (reciprocità), oppure semplicemente quando la collaborazione di tutti è così necessaria che defezionare non ripaga (mutualismo). Gli studi empirici tuttavia mostrano diversi esempi di cooperazione animale che non vengono spiegati facilmente dai meccanismi proposti (es. Clutton-Brock 2002), tanto che diversi studiosi stanno ripensando alla selezione di gruppo come possibile spiegazione dell’evoluzione della cooperazione (non tanto perché questa sia supportata da risultati empirici ma perché le ipotesi alternative “funzionano” solo fino ad un certo punto!). La mia opinione personale è che la ricerca su questo argomento beneficerebbe innanzitutto da una maggiore attenzione verso i risultati degli studi empirici. Questi ultimi in particolare mostrano come nei gruppi sociali si riscontrino spesso consistenti differenze individuali nella propensione a cooperare per il “bene comune” (cioè ci sono individui che cooperano spesso, altri che cooperano raramente e diversi tipi intermedi, si veda un esempio sulla territorialità di gruppo nelle leonesse, Heinsohn & Packer 1995). Questo farebbe pensare ad una coesistenza tra diverse strategie cooperative e non-cooperative mantenute da una selezione dipendente da frequenza, più che ad un consistente vantaggio selettivo di una strategia sull’altra. Cosa ancor più importante è che le teorie sull’evoluzione della cooperazione rischiano di allontanarsi troppo dalla realtà senza una comprensione dei meccanismi biologici della stessa! Un lavoro recente (Madden & Clutton-Brock 2010) ha esaminato le cause prossime del comportamento cooperativo nelle manguste del Kalahari (Suricata suricatta), le quali vivono in gruppi sociali costituiti da una coppia dominante riproduttrice aiutata nella cura della prole da un certo numero di individui subordinati. In breve, i ricercatori hanno somministrato agli animali ossitocina, un ormone peptidico che agisce sul sistema nervoso centrale e che sembra modulare il comportamento cooperativo nell’uomo e nei roditori da laboratorio (Bales & Carter 2003; Zak et al. 2007). Gli animali trattati hanno mostrato, rispetto ai controlli, un incremento significativo nella frequenza di una serie di comportamenti cooperativi (es. scavare tane collettive, agire da sentinella, cercare cibo per i giovani e nutrirli) per i quali, sulla base dei modelli teorici, non ci si aspettava di trovare una base causale comune. Ad esempio, scavare una tana comune dovrebbe procurare un beneficio diretto anche al’animale che scava e pertanto “dovrebbe” essere sotto pressioni selettive diverse rispetto al comportamento apparentemente più altruistico di nutrire i piccoli della coppia dominante. In realtà, l’effetto dell’ossitocina nei suricati suggerisce che tali comportamenti sono fisiologicamente e funzionalmente connessi. Tale meccanismo ormonale può anche contribuire a spiegare l’ontogenesi delle differenze individuali nelle tendenze cooperative. Ad esempio, nel’uomo e nei roditori, la quantità di recettori per l’ossitocina (e quindi la sensibilità dell’individuo al’ormone) è sotto influenza genetica ma dipende anche dalla formazione di legami sociali in età precoce. Insomma, questi studi costituiscono un piccolo passo in avanti verso una maggiore comprensione delle basi biologiche della cooperazione, il che sembra fondamentale allo scopo di produrre spiegazioni realistiche della sua evoluzione.

Roberto Bonanni

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No significance? No party! “The file drawer problem”

Fatidica frase finale: “i nostri risultati supportano chiaramente l’ipotesi”. La ricerca pubblicata nella miriade di giornali scientifici disponibili rappresenterebbe una piccola percentuale degli studi realmente condotti. Una realta’ nota da tempo agli scienziati ed estremizzata da Rosenthal (1979) con il termine “the file drawer problem”. I dati effettivamente pubblicati dai giornali e percio’ disponibili in letteratura costituirebbero un minimo 5% degli studi condotti che mostrano risultati significativi. Tutto il resto? Il resto e’ costituito da dati che non mostrano differenze significative, o peggio, che non supportano l’ipotesi, o nella migliore delle ipotesi di difficile interpretazione, ad esempio a causa di limitazioni metodologiche.  Tutta questa mole di dati si tiene percio’ al buio, nei cassetti.  Perche’? Scelta consapevole o forzata? Forse la risposta e’ scelta consapevolmente forzata. Consapevole perche’ le riviste piu’ prestigiose quali Nature e Science tendono a pubblicare una minima percentuale di dati senza significativita’ (Csada et al 1996) probabilmente perche’ ritenuti poco originali o non importanti per l’avanzamento scientifico.  Perciò il ricercatore, ben avvezzo alle scelte editoriali, sa che le possibilità di vedere i suoi dati non significativi pubblicati su una rivista ad alto impatto sono ridotte ed e’ quindi forzato a focalizzarsi sui dati in cui ci sono i profetici valori di p ≤ 0.05 o p ≤ 0.01 perche’ quella parte di dati, anche se debolmente rappresentativa dell’intero fenomeno, sara’ piu’ facilmente vendibile in un giornale. Cosa implica tutto questo? Essendo la scienza un po’ come “una scala senza fine”, accade che altri ricercatori utilizzino i risultati pubblicati per pianificare successivi esperimenti e testare successive ipotesi correlate. Rimane pero’ il dubbio sulla robustezza delle ipotesi  qualora  quei risultati siano il prodotto di un publication bias. Risultato (significativo o non…)? Ai lettori.

Valeria Marasco

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