Criptismo

Criptismo è un software multimediale ed interattivo che illustra alcuni semplici meccanismi dell’evoluzione, con lo scopo di permettere l’apprendimento attivo delle nozioni di base della teoria dell’evoluzione. Il software prende come esempio l’evoluzione del colore del corpo in una popolazione di organismi artificiali che di generazione in generazione tende a mimetizzarsi con l’ambiente per sfuggire ai predatori assumendo lo stesso colore dell’ambiente (criptismo, che vuol dire nascondersi).
La spiegazione di tale fenomeno è interamente evoluzionistica: il cambiamento di colore non avviene nel singolo individuo, durante la vita dell’organismo, ma avviene al livello della popolazione nel succedersi delle generazioni, attraverso i meccanismi dell’evoluzione. Questi meccanismi sono tre:

1. Riproduzione selettiva o differenziata. Solo gli individui che hanno ereditato caratteristiche che meglio si adattano all’ambiente si riproducono e in questo modo trasmettono il loro corredo genetico.
2. Trasmissione genetica. I figli degli individui che si sono riprodotti hanno lo stesso corredo genetico dei genitori, permettendo in tal modo alle buone soluzioni di diffondersi nella popolazione.
3. Mutazioni genetiche e ricombinazione sessuale dei corredi genetici. Il patrimonio genetico si tramanda di generazione in generazione, ma può modificarsi in due modi principali: per le mutazioni casuali che possono verificarsi nei corredi genetici al momento della trasmissione e per effetto della ricombinazione del corredo genetico della madre e di quello del padre che puó dar luogo a nuovi corredi genetici nuovi

Un esempio famoso di criptismo è quello del colore del corpo di certi insetti che nell’Inghilterra dell’800 divenne più scuro nel corso delle generazioni come effetto dell’inquinamento atmosferico dovuto all’industrializzazione. L’inquinamento dell’aria rendeva più scura la corteccia degli alberi e per tale motivo gli insetti di colore più chiaro che si posavano sugli alberi venivano più facilmente avvistati dagli uccelli predatori e mangiati. Per questa ragione avevano più probabilità di sopravvivere e di riprodursi gli insetti che avevano ereditato dai genitori una colorazione del corpo più scura. Il colore del corpo varia da un individuo all’altro ed è ereditato in quanto codificato nel corredo genetico. I figli che ereditano un corredo genetico con mutazioni genetiche e ricombinazioni sessuali favorevoli (cioè che rendono il corpo più scuro) hanno più probabilità di sfuggire agli uccelli e di riprodursi dei loro fratelli meno fortunati. Il risultato è che nel corso delle generazioni si osserva un progressivo diventare più scuro del colore del corpo di questi insetti.

Questo è il fenomeno che è possibile osservare, in forma semplificata, nella presente simulazione (Figura 1). Facendo partire la simulazione si vede una popolazione di insetti che vive in un ambiente con un dato colore di sfondo. Ciascuno degli insetti si muove per cercare il proprio cibo (vermetti gialli). Ogni individuo ha un proprio colore, che può essere più o meno simile a quello dell’ambiente. Ad intervalli regolari un uccello predatore attraversa l’ambiente e mangia una certo numero di insetti (Figura 2). Il predatore tenderà a mangiare quegli individui che avvisterà più facilmente in quanto si distinguono di più dall’ambiente. Con il passare del tempo è possibile osservare, grazie ai meccanismi evolutivi che abbiamo descritto, un progressivo cambiamento del colore degli organismi, che tenderanno sempre più a mimetizzarsi con l’ambiente. Una volta che l’adattamento è concluso, è possibile cambiare il colore dell’ambiente e in questo modo far partire un nuovo processo di adattamento degli organismi.

(Figura 1) La schermata principale di Criptismo.

(Figura 2) L'uccello predatore e gli insetti .

Attraverso il software è possibile manipolare una serie di parametri che governano la simulazione, relativi all’ambiente (colore, quantità di cibo - cioè vermetti gialli - disponibile, ogni quanto tempo passa l’uccello predatore), agli organismi (numero, età di riproduzione, età massima raggiungibile) e alle dinamiche dell’evoluzione (tasso di mutazione). Variando tali parametri, è possibile studiare vari scenari evolutivi, ed osservare come l’evoluzione delle caratteristiche morfologiche degli organismi (in questo caso il loro colore) dipenda da molti fattori e dalle interazioni tra questi fattori.