28 settembre 2021

Indizi di Intelligent Design - Complessità sovrabbondante

"Anche se tutti i dati indicano un progettista intelligente, una tale ipotesi è esclusa dalla scienza perché non è naturalistica" (Scott G. Todd “A view from Kansas on that evolution debate” - Nature 1999, 401: 423 )

Come detto nel precedente post, il naturalismo non accetta l’idea che negli esseri viventi ci sia un finalismo, cioè un disegno o una progettazione per uno scopo. Eppure molti indizi in biologia farebbero pensare al contrario. Questo si nota nella complessità strutturale e funzionale di certi organi, che fa sospettare che una origine casuale nell’ambito delle probabilità accettabili non si possa ritenere plausibile. Esempi di questa complessità se ne potrebbero portare tanti, qui ne elencherò due nell’ambito della complessità che potremmo dire ‘sovrabbondante’.

Esempi di complessità ‘sovrabbondante’.

Parliamo di complessità 'sovrabbondante' quando un un sistema c'è troppa raffinatezza per essere spiegabile come necessità evolutiva. Siccome sarebbero bastati dei meccanismi molto più semplici, l'esistenza di questi così complicati e sorprendenti fa pensare, a causa della loro non stretta necessità, quasi ad una ‘volontà’ di arricchire 'gratuitamente' gli organismi che li possiedono per determinare in loro un’esperienza sensitiva più intensa e varia.

Fra queste caratteristiche, non necessarie dal punto di vista della sopravvivenza e quindi non giustificabili evolutivamente a causa della loro ingegnosa e sofisticata complessità, credo si possa portare l'esempio degli organi deputati alla visione e all’udito negli esseri umani, dotati di veri e propri apparati di analisi di frequenza dei colori e dei suoni. In base alla frequenza del segnale, meccanico per l'udito ed elettromagnetico per la visione, entrano in 'risonanza', cioè rispondono, solo alcune parti di meccanismi interni anziché altre e ciò comporta l'attivazione di un potenziale di azione di una ben determinata fibra nervosa collegata a quelle cellule apposite in contatto con queste zone, che creano, nei neuroni appropriati della zona della corteccia cerebrale deputata all'udito o alla visione, dei segnali che vengono percepiti dalla nostra mente come ben determinati suoni o colori. C'è in questi casi troppa sottile raffinatezza per essere spiegabile come necessità evolutiva. Basti pensare che l’occhio umano può distinguere ben 10 milioni di colori e l’orecchio riesce a sentire suoni di frequenza tra i 30 hertz e 20 mila hertz e riesce a distinguerli e ritenerli differenti perfino se differiscono di soli 2 o 3 hertz. Sarebbero bastati anche dei meccanismi molto più semplici: per l'ascolto, magari il poter sentire rumori o suoni di frequenza ottenuta con una media delle frequenze e per la visione il vedere anche un mondo in bianco e nero, con al più delle sfumature di grigio.

1) l’occhio


Figura1

Anche Darwin vacillava al pensiero che l’occhio, un apparato così complesso e sofisticato, potesse essersi formato con le mutazioni casuali e la selezione. Nel regno animale vediamo occhi di tutti i tipi ed è difficile trovare per alcuni di essi dei legami evolutivi, tant’è che gli evoluzionisti hanno dovuto ipotizzare che molte tipologie di occhi si siano sviluppati in maniera indipendente, cioè senza rapporto di discendenza tra di essi, portando così la probabilità della loro nascita casuale, dovendo essere avvenuta più volte e in maniera indipendente, a livelli infinitesimi.

La difficoltà di spiegare la nascita casuale di un sistema così complesso come l’occhio viene paragonato a quella della nascita della prima cellula vivente.

Al di là della sua stupefacente struttura, un apparato finemente calibrato per permettere la visione, con un potere di accomodamento che dà la possibilità di focalizzare oggetti che distano da 15 cm all’infinito e il suo sbalorditivo potere risolutivo, che dà una visione continua in alta definizione - 576 Mega pixel per occhio rispetto ai 15 Mega di una buona reflex! - e per giunta in 3 dimensioni, una delle cose che a mio parere colpisce di più perché ‘sovrabbondante’ è la capacità di distinguere finemente i colori. 

La luce è composta da vibrazioni elettromagnetiche che a seconda della frequenza vengono percepite come ben determinati colori. Ciò avviene perché nella retina sono presenti le cellule fotorecettrici che trasformano i campi elettromagnetici in segnali biochimici; queste sono di due tipi: i coni e i bastoncelli, i primi per la visione dei colori e gli altri deputati alla visione notturna (a destra nella figura 2).



 Figura 2

Il loro numero è stimato in 125 milioni per ogni occhio per i bastoncelli e 6 milioni e mezzo per i coni, i quali sono concentrati soprattutto nella fovea (figura 1), piccola zona della retina in cui si ha la focalizzazione visiva. I colori vengono percepiti a livello cerebrale in base al segnale ricevuto dai tre diversi tipi di coni, uno per il rosso, un altro per il verde e l’ultimo per il blu. In base alla lunghezza d’onda della radiazione elettromagnetica emessa da un oggetto illuminato e ricevuta nella retina, si ha una diversa intensità di eccitazione di questi tipi di coni. Attaccate a queste cellule ci sono quelle bipolari (in mezzo nella figura 2) , che costituiscono un secondo strato, e che si connettono da una parte a fotorecettori e dall’altra alle cellule gangliari che formano un terzo strato (a sinistra nella figura 2). Gli assoni di queste ultime cellule si riuniscono nel nervo ottico che trasporta il segnale ai neuroni della zona della corteccia cerebrale deputata alla visione. Il cervello riceve i segnali, li elabora combinandoli, e alla fine dà la sensazione della figura e del colore appropriato. Da notare quindi che è essenziale che i dati vengano elaborati dal cervello, in caso contrario non ci sarebbe nessuna visione! L’occhio umano può percepire fino a 10 milioni di colori e tonalità differenti. Come si vede il meccanismo è molto sofisticato ed è ovvio che ne sarebbe bastato anche uno molto più semplice, un complesso che assicurasse la visione in bianco e nero, magari al più con sfumature di grigio e comunque con una risoluzione minore. Sembra esserci in questo caso perciò una sovrabbondante raffinatezza  difficilmente spiegabile come necessità evolutiva.

Inoltre come ha detto Behe, la complessità irriducibile dell’occhio sta non solo nei suoi componenti anatomici ma soprattutto nel fatto che è coinvolto nel fenomeno un complesso processo biochimico: “quando la luce colpisce la retina, viene assorbita da una molecola presente nei coni e nei bastoncelli che altera una proteina unita ad essa, la quale dà il via ad una sequenza a cascata, una serie di reazioni molecolari perfettamente integrate, che provoca alla fine la trasmissione di un impulso nervoso al cervello. Se una molecola della sequenza è mancante o difettosa, non viene trasmesso nessun impulso; la persona è cieca” (1).


2) l’orecchio


 

Un altro organo molto sofisticato è quello dell’apparato uditivo. Mentre l’occhio è un ricevitore di onde elettromagnetiche (nel range della luce visibile), l’orecchio è un ricevitore di onde meccaniche, che si propagano con pressioni e rarefazioni nei mezzi elastici (le onde acustiche), che vengono raccolte dal padiglione auricolare e tramite il canale uditivo vengono convogliate per mettere in vibrazione il timpano, che a sua volta le trasmette ad una membrana della coclea (la finestra ovale) per mezzo degli ossicini (martello, incudine e staffa) che hanno un effetto leva e aumentano il segnale di 1,2 volte per unità di area; segnale che cresce ulteriormente di 17 volte grazie alle dimensioni più ridotte della finestra ovale rispetto al timpano. Questo permette di vincere l'inerzia della perilinfa contenuta nella coclea generando onde di pressione che si ripercuotono quasi contemporaneamente in tutte le parti della chiocciola. Si genera quindi uno spostamento di una piccola quantità di liquido che si ripercuote in una sollecitazione della membrana basilare, che andremo a descrivere. La coclea è una specie di chiocciola con dentro tre tubi (scala vestibolare, scala timpanica e scala media) ripieni di liquido. Lungo tutta la scala media che è posta tra le altre due, è presente una membrana ‘superiore’ detta tettoriale e una inferiore detta 'basilare'. In mezzo a queste due membrane sta l’organo di Corti costituito da due tipi di cellule che sono essenzialmente le trasduttrici del segnale meccanico in segnale nervoso; esse sono le cellule striate esterne, che hanno una funzione amplificatrice del segnale ricevuto e sono circa 20.000, e le cellule striate interne che hanno la funzione di vibrare in base alla frequenza che li eccita, secondo la loro posizione rispetto alla membrana basilare, e che sono all’incirca 3.500 ma sono in collegamento con il 95% del nervo acustico e nonostante siano in numero minore sono pertanto quelle che trasportano più informazione al cervello. Nella figura 4 vediamo una sezione trasversale dei tubi della clochea. Al centro si vede una sezione dell’organo di Corti che viene visto con più dettaglio nella figura 5.

 


Figura 4

Particolare della sezione (organo di Corti):


mi

Figura 5

La membrana basilare se viene srotolata (figura 6) è una specie di lamina più sottile nella parte iniziale e più larga in quella finale. Su di essa viaggiano le onde meccaniche ricevute e in ogni zona si stabilisce una oscillazione più consistente nella parte più sottile se l’onda ha alta frequenza e nella parte più spessa se l’onda ha bassa frequenza; è una pseudo struttura risonante che, come la corda di uno strumento musicale, varia in larghezza e rigidità; in pratica è come un analizzatore e separatore spaziale di vibrazioni in base alla frequenza. 

 


 Figura 6

Attaccate a questa basilare si trovano le cellule ciliate (figura 5) che seguono il movimento in su e in giù piegando più o meno le loro ciglia poste a contatto con l’altra membrana, quella tettoriale che è fissa come un ‘tetto’. Le cellule ciliate si polarizzano e depolarizzano rispetto al potenziale di riposo in base al piegarsi delle ciglia che seguono perfettamente il timing e l’intensità del suono. Essendo collegate tramite assoni al nervo acustico, trasmettono ad esso un segnale che viene trasportato al cervello. In base a quale cellula ciliata è stata la fonte del segnale, il cervello dà la sensazione del suono con l’appropriata frequenza. Questo sistema è talmente raffinato che l’orecchio umano riesce a percepire come diversi due suoni di differente altezza, e che magari differiscono di soli 2 o 3 hertz in frequenza. Fra l’altro come ci possa essere questa capacità discriminatrice così fine ancora non si è riusciti a spiegarlo.

Come succede nella visione, anche per l’udito è necessario che le informazioni che dai gangli delle cellule ciliate giungono nella zona della corteccia cerebrale deputata allo scopo, devono essere elaborate e integrate dal cervello; quindi l’udito è anche e soprattutto un fenomeno che coinvolge processi cerebrali.

Così come per l’occhio anche per l’orecchio sarebbe bastato un organo più semplice, che magari facesse ‘sentire’ solo alcuni suoni sia bassi che alti. Anche in questo caso sembra esserci troppa sovrabbondante raffinatezza per essere spiegabile come necessità evolutiva.

(continua nella 3^ parte)

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Note e crediti

(1) Jonathan Wells - Le balle di Darwin - Rubettino 2009 - pag 142

Crediti immagini:

Foto titolo: Foto di Kurt Bouda da Pixabay

Figura 1: derivative work B3t . And Jmarchn., CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

Figura 2: Santiago Ramón y Cajal (1852—1934); uploaded to en.wikipedia by en:User:Meduz., Public domain, via Wikimedia Commons

Figura 3 : Chittka L, Brockmann modified by dan1gia2, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons

Figura 4: OarihVector: Fred the Oyster, CC BY-SA 3.0 <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/>, via Wikimedia Commons

Figura 5: By Alepori - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid=106235665

Figura 6:  

https://italiawiki.com/images/pic_2/220px-Basilar_membrane_uncoiled_detail.jpg

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