Fondamenti per una biologia relazionale parte seconda La materia della mente Fondamenti per una biologia relazionale

La materia della mente obiettivi segnalare che l’attenzione alla relazione materia vivente-ambiente, intesa come elemento costitutivo della materia vivente, è rilevabile nel pensiero darwiniano, fondamento autoctono del pensiero biologico; definire le caratteristiche della relazione tra la materia vivente e l’ambiente, rilevabili nella dinamica selettiva; esporre l’applicazione della dinamica selettiva in biologia, in particolare in neurobiologia

Storia del pensiero biologico

Storia del pensiero biologico Il pensiero biologico si emancipa dall’ambito del pensiero orientato alla conoscenza dello spirito nel ‘600, grazie alla distinzione cartesiana tra res cogitans e res extensa. L’ambito proprio della biologia è la conoscenza della res extensa, le cui proprietà sono assimilate da Cartesio a quelle di una macchina. L’epistemologia della biologia è vincolata all’epistemologia delle scienze fisiche

Storia del pensiero biologico Il pensiero biologico si emancipa dall’ambito del pensiero delle scienze fisiche nella seconda metà dell’ ‘800, grazie alle riflessioni di Charles Darwin. Nelle riflessioni di Darwin, le leggi fisico-chimiche sono necessarie ma non sufficienti per la comprensione del vivente. Il pensiero darwiniano costituisce il fondamento autoctono dell’epistemologia della biologia

Il pensiero darwiniano s’intende l’insieme dei concetti sottostanti al prodotto più noto della teoria evoluzionista darwiniana, la teoria della selezione naturale. la teoria della selezione naturale definisce una particolare dinamica della relazione tra la materia vivente e l’ambiente, detta selezionismo. il selezionismo è composto da tre elementi, che costituiscono fasi distinte e susseguentesi della relazione tra la materia vivente e l’ambiente: variazione, selezione, ereditarietà. il pensiero darwiniano è composto dall’insieme dei concetti necessari per comprendere la dinamica selettiva.

La variazione La “variazione” si riferisce al dato per cui ciascun individuo di una popolazione ha caratteri unici, che costituiscono varianti di una comune organizzazione l’individuo, quindi, è un elemento variante dell’insieme costituito da tutti gli elementi che condividono la medesima organizzazione, insieme detto popolazione L’elemento “variazione” richiede il pensiero popolazionale

Il pensiero popolazionale “nel secolo XIX un nuovo e diverso modo di pensare la natura iniziò a diffondersi, il cosiddetto pensiero popolazionale. Coloro che pensano in termini popolazionali pongono l’accento sull’unicità di ogni cosa nel mondo organico: per loro ciò che è importante è l’individuo, non il tipo (pensiero essenzialista). Questa unicità degli individui biologici comporta che dobbiamo accostarci ai gruppi di entità biologiche con uno spirito assai diverso da quello con cui trattiamo i gruppi di entità inorganiche identiche. Chi non comprende l’unicità degli individui è incapace di comprendere il modo di operare della selezione naturale” Ernst Mayr La “variazione” è elemento fondante l’identità del biologico

La selezione la “selezione” si riferisce al dato per cui in una popolazione l’esistenza di varianti comporta un diverso grado di adattamento dei singoli individui al medesimo ambiente (“lotta per la sopravvivenza”). l’adattamento è un indice della funzionalità della relazione tra l’organismo e l’ambiente. alla costituzione della relazione contribuiscono sia elementi propri dell’organismo sia elementi propri dell’ambiente. L’elemento “selezione” richiede il pensiero sistemico

Il pensiero sistemico il pensiero sistemico è uno strumento metodologico adeguato per l’analisi di un complesso di elementi in interazione. la definizione del “sistema” è un’operazione dell’osservatore, che stabilisce i confini del sistema in esame: nessuno oggetto osservato è un sistema, ma qualsiasi oggetto può essere descritto come un sistema. storicamente, l’applicazione del pensiero sistemico allo studio della materia vivente è stata effettuata da Ludwig Von Bertalanffy negli anni ‘20 del ‘900: aspirava a superare le opposte interpretazioni meccaniciste (materialiste) e vitaliste (idealiste) in biologia.

Il pensiero sistemico grazie al pensiero sistemico, la struttura dell’organismo può essere descritta come una totalità unitaria che si organizza nell’integrazione tra parti differenziate nella loro caratterizzazione fisica. le parti possono distinguersi per l’appartenenza a livelli strutturali diversi, ciascuno dei quali mostra proprietà funzionali peculiari derivanti dalla loro organizzazione. le proprietà di ogni livello strutturale non sono riducibili alla somma delle proprietà del livello relativo ai componenti dalla cui interazione si organizza il livello in esame (proprietà emergenti). il sistema biologico è per definizione “aperto” all’ambiente (necessità dell’interazione per il mantenimento del sistema)

L’ereditarietà l’ “ereditarietà” si riferisce al dato per cui gli individui “più adatti” hanno una maggiore probabilità degli altri individui di trasmettere le proprie caratteristiche varianti alla generazione successiva (“progenie”). nella progenie è inscritta la memoria della relazione adattiva tra la generazione progenitrice e l’ambiente (passato). su questa memoria si costituisce la relazione tra la generazione della progenie e l’ambiente (attualità). L’elemento “ereditarietà” richiede il pensiero storico

Il pensiero storico il pensiero storico consente di correlare il presente con il passato e il futuro con il presente. grazie al pensiero storico, la memoria (della relazione con l’ambiente) costituisce l’elemento qualificante l’organizzazione del vivente. il quesito centrale dell’organizzazione del vivente è la modalità con cui acquisice, mantiene e trasforma la memoria (della relazione con l’ambiente). “nulla in biologia ha senso se non alla luce della storia, e con questo termine intendo al contempo la storia della vita sulla terra, cioè l’evoluzione, e la storia del singolo organismo, ovvero il suo sviluppo dal concepimento alla morte” Steven Rose

Pensiero darwiniano ed epistemologia della biologia (relazionale) variazione pensiero popolazionale fondamenti dell’epistemologia della biologia selezione pensiero sistemico ereditarietà pensiero storico

Pensiero darwiniano e selezionismo il pensiero darwiniano è l’insieme dei principi concettuali che sostiene gli elementi della dinamica selettiva (pensiero popolazionale, sistemico, storico). il selezionismo è il meccanismo della dinamica relazionale tra la materia vivente e l’ambiente, identificabile nella triade costituita dagli elementi “variazione-selezione-ereditarietà”. sia il pensiero darwiniano che il selezionismo possono essere definiti nel suddetto modo emancipandoli dai vincoli costituitiu dagli specifici contenuti e contesti utilizzati da Darwin nell’elaborazione della sua teoria: l’ “individuo” (livello organizzativo) e l’evoluzione (traiettoria temporale). in biologia sono state effettuate declinazioni del selezionismo ad ogni livello organizzativo del vivente (gene/organismo/gruppo/specie) e nelle diverse traiettorie temporali (evoluzionista ed evolutiva).

Il selezionismo variazione: insieme di elementi omogenei per appartenenza al medesimo livello organizzativo e disomogenei per qualche caratteristica strutturale (“individui di una popolazione”) selezione: maggiore idoneità funzionale, rispetto alle caratteristiche ambientali (“adattamento”), di un elemento dell’insieme rispetto agli altri elementi dello stesso insieme (“lotta per la sopravvivenza”) ereditarietà: amplificazione differenziale (“la progenie”) dell’elemento selezionato (“il più adatto”) rispetto agli altri elementi dell’insieme.

Il selezionismo con l’ “ereditarietà” si conclude il processo selettivo in un dato intervallo temporale e inizia il processo selettivo nell’intervallo temporale successivo. l’ “ereditarietà” della generazione progenitrice coincide con la “variazione” della progenie.

La dinamica selettiva variazione 1 ereditarietà 2 = variazione 3 selezione 1 selezione 2 selezione 3 etc. ereditarietà 1 = variazione 2 ereditarietà 3 = variazione 4 tempo

Il selezionismo nei sistemi somatici: il sistema immunitario quesito specifico dell’immunità: dove si origina la capacità, da parte dell’organismo, di riconoscere le sostanze estranee, in particolare sostanze non esistenti in natura? teoria istruttiva (Pauling): l’anticorpo (ab) è inizialmente in una forma indefinita; l’antigene (ag) si lega all’ab istruendone la forma specifica. teoria selettiva (Mac Farlane Burnet): l’organismo produce causualmente ab di diverse forme [variazione] (tramite ricombinazione somatica del genoma dei linfociti); l’ag si lega all’ab (agli ab - degenerazione) la cui forma è complementare alla propria [selezione];i linfociti produttori dell’ab complementare all’ag si riproducono, amplificando la loro percentuale all’interno dell’intera popolazione linfocitaria [ereditarietà] (memoria immunitaria)

Il selezionismo nei sistemi somatici: il sistema nervoso gli immunologi, sin dall’epoca della comparsa della loro disciplina, hanno tentato di estendere al sistema nervoso centrale i principi utilizzati per le teorie relative al funzionamento del sistema immunitario. l’immunologo che ha applicato in modo radicale la teoria selettiva al sistema nervoso è Gerald Edelman, premio Nobel negli anni ‘70 per le ricerche sulla struttura degli anticorpi. inizialmente Edelman si è dedicato all’embriologia del sistema nervoso, proponendo una teoria selettiva per la comprensione della morfogenesi: importanza del riferimento alla struttura (“corpo”) per la comprensione della funzione (“mente”); importanza di un approccio evolutivo.