Jean-Baptiste Lamarck

in Eredità acquisita caratteristiche, o eredità dei caratteri acquisiti è la volta largamente accettata l’idea che le modificazioni fisiologiche acquisiti da un organismo può essere ereditata dai figli. Le caratteristiche acquisite (o caratteri) sono quei cambiamenti nella struttura o nella funzione di un organismo che sono il risultato di uso, disuso, influenze ambientali, malattie, mutilazioni e così via, come un muscolo che viene ingrandito attraverso l’uso o topi che hanno la coda tagliata. La teoria dell’eredità delle caratteristiche acquisite, o “eredità morbida”, sostiene che un organismo che sperimenta una tale modifica può trasmettere un tale carattere alla sua prole.

Questa teoria è comunemente equiparata alla teoria evolutiva del naturalista francese Jean-Baptiste Lamarck noto come Lamarckismo. Mentre Lamarck è talvolta visto come il fondatore del concetto, in realtà questa teoria è stata proposta in tempi antichi da Ippocrate e Aristotele, e Comte de Buffon, prima di Lamarck, ha proposto idee sull’evoluzione che coinvolgono il concetto. Anche Charles Darwin, dopo Lamarck, ha discusso positivamente questo punto di vista nel suo lavoro seminale, Origine delle specie.

Mentre la teoria dell’ereditarietà delle caratteristiche acquisite era enormemente popolare durante l’inizio del diciannovesimo secolo come spiegazione della complessità osservata nei sistemi viventi, dopo la pubblicazione della teoria della selezione naturale di Charles Darwin, l’importanza degli sforzi individuali nella generazione dell’adattamento fu notevolmente diminuita. Più tardi, la genetica mendeliana soppiantò la nozione di ereditarietà dei tratti acquisiti, portando infine allo sviluppo della moderna sintesi evolutiva e all’abbandono generale della teoria dell’ereditarietà delle caratteristiche acquisite in biologia, sebbene ci siano sostenitori del suo lavoro a livello microbico o nell’eredità epigenetica.

Tuttavia, in un contesto più ampio, la teoria dell’ereditarietà delle caratteristiche acquisite rimane un concetto utile quando si esamina l’evoluzione delle culture e delle idee ed è generalmente tenuta in termini di alcune opinioni religiose, come il karma e l’eredità del peccato. Nel caso della religione, molte tradizioni accettano l’idea che ci sia un’eredità di tratti spirituali acquisiti—che le azioni intraprese nella propria vita possono essere tramandate sotto forma di merito spirituale o demerito al proprio lignaggio (Wilson 1991).

Il lamarckismo e l’ereditarietà delle caratteristiche acquisite

Il lamarckismo o evoluzione lamarckiana è una teoria avanzata da Lamarck basata sull’ereditabilità delle caratteristiche acquisite. Lamarck ha proposto che gli sforzi individuali durante la vita degli organismi fossero il principale meccanismo che guidava le specie all’adattamento, poiché presumibilmente avrebbero acquisito cambiamenti adattivi e li avrebbero trasmessi alla prole.

L’identificazione del “Lamarckismo” con l’eredità delle caratteristiche acquisite è considerata da alcuni come un artefatto della successiva storia del pensiero evolutivo, ripetuta nei libri di testo senza analisi. Stephen Jay Gould scrisse che gli evoluzionisti del tardo diciannovesimo secolo “rileggevano Lamarck, ne mettevano da parte le viscere elevated e elevavano un aspetto della meccanica—l’eredità dei personaggi acquisiti—a un punto centrale che non aveva mai avuto per Lamarck stesso” (Gould 1980). Ha sostenuto che “la restrizione del” Lamarckismo” a questo angolo relativamente piccolo e non distintivo del pensiero di Lamarck deve essere etichettata come più di un termine improprio, e veramente un discredito alla memoria di un uomo e del suo sistema molto più completo ” (Gould 2002). Gould sosteneva la definizione del “Lamarckismo” in modo più ampio, in linea con la teoria evolutiva generale di Lamarck.

Teoria di Lamarck

L’evoluzione dei colli di giraffa è spesso usata come esempio nelle spiegazioni del lamarckismo.

Tra il 1794 e il 1796 Erasmus Darwin, nonno di Charles Darwin, scrisse Zoönomia suggerendo “che tutti gli animali a sangue caldo sono sorti da un filamento vivente” e “con il potere di acquisire nuove parti” in risposta agli stimoli, con ogni round di “miglioramenti” ereditati dalle generazioni successive.

Successivamente Lamarck propose nella sua Philosophie Zoologique del 1809 la teoria che le caratteristiche che erano “necessarie” venivano acquisite (o diminuite) durante la vita di un organismo venivano poi trasmesse alla prole. Ha visto questo con conseguente sviluppo di specie in una catena progressiva di sviluppo verso forme superiori.

Lamarck basò la sua teoria su due osservazioni, ai suoi tempi considerate generalmente vere:

1. Gli individui perdono caratteristiche che non richiedono (o usano) e sviluppano caratteristiche che sono utili.
2. Gli individui ereditano i tratti dei loro antenati.

Con questo in mente, Lamarck ha sviluppato due leggi:

1. Legge di utilizzo e disuso. “In ogni animale che non ha superato il limite del suo sviluppo, un uso più frequente e continuo di qualsiasi organo gradualmente rafforza, sviluppa e ingrandisce quell’organo, e gli conferisce una potenza proporzionale al tempo in cui è stato così utilizzato; mentre il disuso permanente di qualsiasi organo lo indebolisce e lo deteriora impercettibilmente, e diminuisce progressivamente la sua capacità funzionale, fino a scomparire definitivamente.”
2. Eredità dei tratti acquisiti. “Tutte le acquisizioni o le perdite battuto dalla natura delle persone, attraverso l’influenza dell’ambiente in cui la loro gara è stata a lungo posto, e quindi, attraverso l’influenza dell’uso predominante o permanente disuso, di qualsiasi organo; tutti questi sono conservati mediante riproduzione di nuovi individui che derivano, a condizione che l’acquisito le modifiche sono comuni ad entrambi i sessi, o almeno le persone che producono i giovani.”

Esempi di lamarckismo includono:

• Le giraffe che allungano il collo per raggiungere le foglie alte negli alberi si rafforzano e allungano gradualmente il collo. Queste giraffe hanno prole con collo leggermente più lungo (noto anche come “eredità morbida”).
• Un fabbro, attraverso il suo lavoro, rafforza i muscoli delle sue braccia. I suoi figli avranno uno sviluppo muscolare simile quando matureranno.

In sostanza, un cambiamento nell’ambiente provoca cambiamenti nei “bisogni” (besoin), con conseguente cambiamento nel comportamento, portando cambiamenti nell’uso e nello sviluppo degli organi, portando cambiamenti nella forma nel tempo—e quindi la graduale trasmutazione della specie. Mentre una tale teoria potrebbe spiegare la diversità osservata delle specie e la prima legge è generalmente vera, l’argomento principale contro il lamarckismo è che gli esperimenti semplicemente non supportano la seconda legge—puramente “tratti acquisiti” non appaiono in alcun senso significativo da ereditare. Ad esempio, un bambino umano deve imparare a prendere una palla anche se i suoi genitori hanno imparato la stessa impresa quando erano bambini.

L’argomento secondo cui l’istinto negli animali è la prova della conoscenza ereditaria è generalmente considerato all’interno della scienza come falso. Tali comportamenti sono più probabilmente trasmessi attraverso un meccanismo chiamato effetto Baldwin. Le teorie di Lamarck hanno guadagnato l’accettazione iniziale perché i meccanismi di eredità non sono stati chiariti fino al più tardi nel diciannovesimo secolo, dopo la morte di Lamarck.

Alcuni storici hanno sostenuto che Lamarck nome è legato un po ‘ ingiustamente per la teoria che è venuto a portare il suo nome, e che Lamarck merita credito per essere un influente dei primi sostenitori del concetto di evoluzione biologica, molto più che per il meccanismo dell’evoluzione, in cui ha semplicemente seguito il accettato la saggezza del suo tempo. Lamarck morì 30 anni prima della prima pubblicazione dell’Origine delle specie di Charles Darwin. Come lo storico della scienza Stephen Jay Gould ha notato, se Lamarck fosse stato a conoscenza del meccanismo proposto da Darwin di selezione naturale, non c’è motivo di supporre che non l’avrebbe accettato come un’alternativa più probabile al suo “proprio” meccanismo. Si noti inoltre che Darwin, come Lamarck, mancava di un plausibile meccanismo alternativo di ereditarietà – la natura particellare dell’ereditarietà doveva essere osservata solo da Gregor Mendel un po ‘ più tardi, pubblicato nel 1866. La sua importanza, sebbene Darwin citasse il documento di Mendel, non fu riconosciuta fino alla moderna sintesi evolutiva nei primi anni del 1900. Un punto importante a suo favore, al momento era che la teoria di Lamarck conteneva un meccanismo che descrive come variazione viene mantenuta, che Darwin stessa teoria mancava.

Fautori

Lamarck fondò una scuola di trasformazionismo francese che comprendeva Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, e che corrispondeva con una scuola radicale britannica di anatomia comparata con sede presso l’Università di Edimburgo, che comprendeva il chirurgo Robert Knox e l’anatomista Robert Edmund Grant. Il professor Robert Jameson scrisse un documento anonimo nel 1826 lodando “Il sig. Lamarck “per spiegare come gli animali superiori si fossero” evoluti “dai”vermi più semplici “—questo fu il primo uso della parola” evoluto ” in senso moderno. Come un giovane studente Charles Darwin è stato istruito da Grant, e ha lavorato con lui sulle creature marine.

The Vestiges of the Natural History of Creation, scritto da Robert Chambers e pubblicato anonimamente in Inghilterra nel 1844, propose una teoria modellata sul lamarckismo, causando polemiche politiche per il suo radicalismo e la sua non ortodossia, ma suscitando interesse popolare e aprendo la strada a Darwin.

L’origine delle specie di Darwin proponeva la selezione naturale come meccanismo principale per lo sviluppo delle specie, ma non escludeva una variante del Lamarckismo come meccanismo supplementare (Desmond e Moore 1991). Darwin chiamò la sua ipotesi lamarckiana Pangenesi e la spiegò nel capitolo finale del suo libro Variation in Plants and Animals under Domestication, dopo aver descritto numerosi esempi per dimostrare ciò che considerava l’eredità delle caratteristiche acquisite. La pangenesi, che ha sottolineato come fosse un’ipotesi, si basava sull’idea che le cellule somatiche, in risposta alla stimolazione ambientale (uso e disuso), gettassero via le “gemmule” che viaggiavano intorno al corpo (anche se non necessariamente nel flusso sanguigno). Questi pangeni erano particelle microscopiche che presumibilmente contenevano informazioni sulle caratteristiche della loro cellula madre, e Darwin credeva che alla fine si accumulassero nelle cellule germinali dove potevano trasmettere alla generazione successiva le caratteristiche appena acquisite dei genitori.

Il cugino di Darwin, Francis Galton, condusse esperimenti sui conigli, con la collaborazione di Darwin, in cui trasfuse il sangue di una varietà di coniglio in un’altra varietà nell’aspettativa che la sua prole avrebbe mostrato alcune caratteristiche del primo. Non lo fecero, e Galton dichiarò di aver confutato l’ipotesi di Darwin sulla Pangenesi, ma Darwin obiettò, in una lettera a “Nature” che non aveva fatto nulla del genere, poiché non aveva mai menzionato il sangue nei suoi scritti. Egli ha sottolineato che egli considerava pangenesi come si verificano in protozoi e piante, che non hanno sangue (Darwin 1871). Con lo sviluppo della sintesi moderna della teoria dell’evoluzione e la mancanza di prove per un meccanismo o anche per le caratteristiche ereditarie acquisite, il lamarckismo cadde in gran parte dal favore.

Nel 1920, gli esperimenti di Paul Kammerer sugli anfibi, in particolare il rospo ostetrico, sembravano trovare prove a sostegno del lamarckismo, ma furono screditati come falsificati. Nel caso del rospo ostetrica, Arthur Koestler suppose che gli esemplari erano stati falsificati da un simpatizzante nazista per screditare Kammerer per le sue opinioni politiche.

Una forma di “Lamarckismo” fu ripresa nell’Unione Sovietica degli anni ‘ 30 quando Trofim Lysenko promosse il Lysenkoismo che si adattava all’opposizione ideologica di Joseph Stalin alla genetica. Questa ricerca ideologicamente guidata influenzato politica agricola sovietica che a sua volta è stato poi accusato di fallimenti delle colture.

Dal 1988 alcuni scienziati hanno prodotto un lavoro che propone che il lamarckismo potrebbe applicarsi agli organismi unicellulari. La credenza screditata che il Lamarckismo vale per gli animali di ordine superiore è ancora aggrappata a certi rami della pseudoscienza new-age sotto il termine memoria razziale.

Steele et al. (1998) ha prodotto alcune prove indirette per il trasferimento somatico di geni anticorpali nelle cellule sessuali tramite trascrizione inversa. Sequenze di DNA omologhe da regioni VDJ di topi genitori sono state trovate nelle cellule germinali e quindi nella loro prole.

Neo-Lamarckismo

A differenza del neo-darwinismo, il termine neo-Lamarckismo si riferisce più a un raggruppamento sciolto di teorie e meccanismi in gran parte eterodossici emersi dopo il tempo di Lamarck, che a qualsiasi corpo coerente di lavoro teorico.

Nel 1920, il ricercatore dell’Università di Harvard William McDougall ha studiato le capacità dei ratti di risolvere correttamente i labirinti. Egli ha affermato che la prole di ratti che avevano imparato il labirinto erano in grado di eseguire più velocemente. I primi ratti avrebbero sbagliato una media di 165 volte prima di essere in grado di eseguirlo perfettamente ogni volta, ma dopo alcune generazioni era sceso a 20. McDougall ha attribuito questo a una sorta di processo evolutivo lamarckiano.

Nello stesso periodo, il fisiologo russo Ivan Pavlov, che era anche un lamarckista, affermò di aver osservato un fenomeno simile negli animali soggetti a esperimenti di riflesso condizionato. Ha affermato che con ogni generazione, gli animali sono diventati più facili da condizionare.

Né McDougall né Pavlov hanno suggerito un meccanismo per spiegare le loro osservazioni.

Feedback da Soma a germ line

Negli 1970, l’immunologo Ted Steele, precedentemente dell’Università di Wollongong, e colleghi, proposero un meccanismo neo-Lamarckiam per cercare di spiegare perché le sequenze di DNA omologhe dalle regioni del gene VDJ dei topi genitori erano state trovate nelle loro cellule germinali e sembravano persistere nella prole per alcune generazioni. Il meccanismo ha coinvolto la selezione somatica e l’amplificazione clonale di sequenze geniche anticorpali di nuova acquisizione generate tramite iper-mutazione somatica nelle cellule B. I prodotti mRNA di questi geni somaticamente nuovi sono stati catturati dai retrovirus endogeni alle cellule B e sono stati quindi trasportati attraverso il flusso sanguigno dove potevano violare la barriera germinale del soma e retrofettare (trascrivere all’indietro) i geni appena acquisiti nelle cellule della linea germinale. Anche se Steele è stato sostenendo questa teoria per la parte migliore di due decenni, poco più di prove indirette è stato mai acquisito per sostenerlo. Un attributo interessante di questa idea è che assomiglia fortemente alla teoria della pangenesi di Darwin, tranne che nella teoria del feedback della linea soma-germinale, i pangeni vengono sostituiti con retrovirus realistici (Steele et al. 1998).

Eredità epigenetica

Forme di ereditarietà “morbida” o epigenetica all’interno degli organismi sono state suggerite come neo-lamarckiane in natura da scienziati come Eva Jablonka e Marion J. Lamb. Oltre all’eredità” dura ” o genetica, che comporta la duplicazione del materiale genetico e la sua segregazione durante la meiosi, ci sono altri elementi ereditari che passano anche nelle cellule germinali. Questi includono cose come modelli di metilazione nel DNA e segni di cromatina, entrambi i quali regolano l’attività dei geni. Questi sono considerati “lamarckiani” nel senso che sono sensibili agli stimoli ambientali e possono influenzare in modo differenziato l’espressione genica in modo adattivo, con risultati fenotipici che possono persistere per molte generazioni in alcuni organismi. Sebbene la realtà dell’eredità epigenetica non sia messa in dubbio (come innumerevoli esperimenti l’hanno convalidata), il suo significato per il processo evolutivo è tuttavia incerto. La maggior parte dei neo-darwiniani considera i meccanismi di ereditarietà epigenetica poco più di una forma specializzata di plasticità fenotipica, senza alcun potenziale per introdurre novità evolutive in un lignaggio di specie (Jablonka e Lamb 1995).

Lamarckismo e organismi unicellulari

Mentre il lamarckismo è stato screditato come un’influenza evolutiva per forme di vita più grandi, alcuni scienziati sostengono polemicamente che può essere osservato tra i microrganismi. Anche se tali mutazioni sono dirette o meno rimane un punto di contesa.

Nel 1988, John Cairns alla Radcliffe Infirmary di Oxford, in Inghilterra, e un gruppo di altri scienziati rinnovarono la controversia lamarckiana (che era stata un dibattito morto per molti anni) (Mulligan 2002; Foster 2000). Il gruppo ha preso un ceppo mutato di E. coli che non era in grado di consumare lo zucchero lattosio e lo mise in un ambiente in cui il lattosio era l’unica fonte di cibo. Hanno osservato nel tempo che le mutazioni avvenivano all’interno della colonia ad una velocità che suggeriva che i batteri stavano superando il loro handicap alterando i propri geni. Cairns, tra gli altri, soprannominato il processo mutagenesi adattiva.

Se i batteri che avevano superato la propria incapacità di consumare lattosio trasmettevano questo tratto “appreso” alle generazioni future, si potrebbe sostenere come una forma di lamarckismo; anche se Cairns in seguito ha scelto di prendere le distanze da tale posizione (Cairns 2004). Più tipicamente, potrebbe essere visto come una forma di evoluzione ontogenica.

Ci sono state alcune ricerche sul lamarckismo e sui prioni. Un gruppo di ricercatori, ad esempio, ha scoperto che nelle cellule di lievito contenenti una specifica proteina prionica Sup35, i lieviti sono stati in grado di acquisire nuovo materiale genetico, alcuni dei quali hanno dato loro nuove abilità come la resistenza a un particolare erbicida. Quando i ricercatori hanno abbinato le cellule di lievito con le celle che non contengono il prione, il tratto è riapparso in alcuni prole risultante, che indica che alcune informazioni, infatti, è passata, anche se l’informazione è di origine genetica, è discutibile: traccia prioni quantità di cellule, che possono essere trasmessi alla prole, dando l’apparenza di un nuovo tratto genetico dove non c’è nessuno (Cohen, 2004).

Infine, vi è una crescente evidenza che le cellule possono attivare le DNA polimerasi a bassa fedeltà in tempi di stress per indurre mutazioni. Mentre questo non conferisce direttamente vantaggio all’organismo a livello organizzativo, ha senso a livello di evoluzione genica. Mentre l’acquisizione di nuovi tratti genetici è casuale e la selezione rimane darwiniana, il processo attivo di identificazione della necessità di mutare è considerato lamarckiano.

Ereditarietà delle caratteristiche acquisite e cambiamento sociale

Jean Molino (2000) ha proposto che l’evoluzione lamarckiana o l’ereditarietà morbida possano essere applicate con precisione all’evoluzione culturale. Questo è stato anche suggerito in precedenza da Peter Medawar (1959) e Conrad Waddington (1961). KN Laland e colleghi hanno recentemente suggerito che la cultura umana può essere considerata come una nicchia ecologica come fenomeni, in cui gli effetti della costruzione di nicchie culturali sono trasmissibili da una generazione all’altra. Un’interpretazione della teoria dei Meme è che i memi sono sia darwiniani che lamarckiani in natura, poiché oltre ad essere soggetti a pressioni di selezione basate sulla loro capacità di influenzare in modo differenziato le menti umane, i memi possono essere modificati e gli effetti di tale modifica trasmessi.