Monday 3 March 2014

Italian translation of my post "Lessons from the Past"

No new post this time, and not for everybody out there ;-) This is in fact to share with you the Italian translation that Giovanni Fanfoni did of my post Lessons from the Past. I was delighted of his interest in my ideas, and even more of his wonderful translation. So here it is, courtesy of Giovanni, to all the Italian-speaking visitors of this blog!

LEZIONI DAL PASSATO

Devo confessare che fino a poco tempo fa non sapevo che l'estinzione dei dinosauri non fosse l'unica né la più importante delle estinzioni di massa alle quali il pianeta Terra ha assistito.

"L'estinzione del Cretaceo-Paleocene (K-Pg) fu un'estinzione di massa che coinvolse i tre quarti delle piante e delle specie animali della Terra (inclusi tutti i dinosauri non aviari) e accadde in un'epoca geologicamente vicina, 66 milioni di anni fa" [da Wikipedia].

Certamente fu una catastrofe ma in effetti non quanto la cosiddetta Grande Moria: "l'estinzione del Permiano-Triassico (P.Tr) che accadde 252,58 milioni di anni fa. Si tratta della più grave estinzione mai capitata sulla Terra, in cui scomparvero il 96% delle specie marine e il 70% di quelle terrestri. Inoltre è l'unica estinzione di massa di insetti che ci sia dato sapere. Perirono circa il 57% di tutte le famiglie e l'83% di tutti i generi" [da Wikipedia],

Insomma, circa 252 milioni di anni fa una catena di eventi provocò una catastrofe che colpì così profondamente l'ecosistema terrestre da far supporre che "occorsero circa 10 milioni di anni perché la Terra riuscisse a porvi rimedio". Tuttavia, alla fine vi riuscì, determinando un cambiamento così importante nella storia naturale che gli scienziati sono stati costretti a separare nettamente un prima e un dopo: l'era Paleozoica (la "vecchia vita") e l'era Mesozoica (la "vita di mezzo").

Tra le numerose e importanti domande sollevate da un evento così catastrofico, alcune mi sembrano particolarmente rilevanti, ovvero:

  • Q1: ci furono delle cause generali dietro all'evento dell'estinzione P-Tr? o, detto altrimenti, ci furono comuni fattori scatenanti tali da provocare un disastro così ampio?
  • Q2: quale fu l'elemento decisivo, cioè la strategia difensiva determinante, che permise alla Terra di sopravvivere nonostante un colpo così duro?
Per cercare di rispondere a queste domande, occorre tenere presente i seguenti fatti:
  • F1: gli scheletri formati con processi di mineralizzazione conferiscono protezione contro i predatori [da Knoll]
  • F2: la formazione di uno scheletro non richiede solo la capacità di fissare i minerali nella matrice ossea, tale operazione deve essere svolta secondo un preciso modello in specifici ambienti biologici [da Knoll]
  • F3: "l'estinzione colpì anzitutto gli organismi che avevano depositato calcio carbonato negli scheletri, e in particolar modo quelli che dipendevano dai livelli di CO2 nell'ambiente per poter produrre lo scheletro" [da Wikipedia]
In altre parole, uno dei numerosi e indipendenti percorsi evolutivi ebbe particolarmente successo (F1) e quindi si diffuse ampiamente; purtroppo, l'adozione di una medesima soluzione sviluppò una forte dipendenza a condizioni ambientali predefinite e costanti (F2); infine, è stata rilevata una correlazione tra i gruppi di specie che adottarono questa soluzione e i gruppi di specie che furono maggiormente colpiti dall'estinzione P-Tr (F3).

Se leggessimo quanto scritto fin qui col gergo informatico della resilienza e della affidabilità nei computer, potremmo dire che:

  • una data soluzione si era ampiamente diffusa (ad esempio, una tecnologia per la memorizzazione, una libreria di oggetti, un linguaggio di programmazione, un sistema operativo o un motore di ricerca)
  • la soluzione aveva introdotto un punto debole: ad esempio, la dipendenza da un presupposto implicito, o un baco connesso a particolari condizioni ambientali, delicate e molto rare
  • tutto ciò precipitò per opera di un comune fattore scatenante, una singolarità di molteplici guasti: uno o più eventi resero evidente il punto debole e colpirono duramente tutti i sistemi che avevano adottato la medesima soluzione.
Un buon esempio in proposito è fornito probabilmente dal cosiddetto Millennium bug.

Cosa si può concludere da questi fatti e da queste analogie?
Le soluzioni che funzionano nelle situazioni più ricorrenti sono quelle che si diffondono più ampiamente.
Purtroppo, questo fatto diminuisce la disparità, ossia la diversità tra le specie. Specie che esternamente appaiano molto diverse l'una dall'altra, ma di fatto condividono una caratteristica comune, un comune schema progettuale.
Ciò significa che non appena le situazioni comuni vengono sostituite da un evento raro quanto dannoso, il Cigno Nero, un'ampia porzione dell'ecosistema viene compromessa. Di fatto, quanto più è rara ed eccezionale la nuova situazione e quanto più è diffusa la caratteristica comune, tanto più ampio è il numero di specie che saranno colpite.

Ora possiamo tentare di rispondere alla domanda Q1: ebbene sì, ci furono fattori scatenanti comuni che in definitiva produssero l'evento dell'estinzione P-Tr avendo aumentato la diffusione delle stesse "ricette evolutive" e avendo preparato così la strada a una grande quantità di insuccessi correlati tra loro.

D'altra parte, la Terra riuscì a sopravvivere alla Grande Moria e altre estinzioni. Perché? La mia ipotesi di risposta alla questione Q2 è che la Natura introduce sistematicamente delle soglie per accertarsi che la disparità tra le forme viventi non sorpassi mai un certo minimo. L'ingrediente fondamentale per riuscirvi è la diversità: non è un caso che la mutazione è un meccanismo intrinseco all'evoluzione genetica. La mutazione (e forse altri meccanismi) fanno sì che, in qualsiasi momento, non tutte le specie condividano gli stessi modelli. A sua volta, ciò garantisce che, in ogni momento, non tutte le specie subiscano lo stesso destino.

È interessante notare che soluzioni simili sono ricercate anche per progettare sistemi informatici. Al fine di diminuire la possibilità di guasti correlati, vengono eseguite molteplici repliche in parallelo o in sequenza. Si chiama progettazione della diversità e spesso si basa su modelli di progettazione come la N-version programming o i Recovery Blocks.

È altresì degno di nota che l'adozione di modelli basati sulla progettazione della diversità porta ad una diminuzione della disparità dei metodi di progettazione (ebbene sì, è una storia infinita).

La principale lezione che dobbiamo imparare da tutto ciò è che la diversità è un componente essenziale della resilienza. Riducete la diversità e ridurrete la possibilità dell'ecosistema di resistere al Cigno Nero quando apparirà (e, dato un tempo sufficiente, siate certi che prima o poi apparirà). Un'elevata diversità significa che un gran numero di sistemi sarà messo alla prova con nuove caratteristiche quando il Grande Evento accadrà. Anche se la maggior parte degli adattamenti tra il sistema e l'ambiente dovesse estinguersi (o guastarsi) comunque alcuni sistemi (per caso, per così dire) avranno le caratteristiche necessarie per sopravvivere al Cigno Nero con danni limitati. Saranno loro ad ereditare la Terra.