Organismi digitali mostrano fragilità ecosistemi a causa cambiamento ambientale


Tutto comincia da un programma molto semplice, in grado di prendere due numeri e confrontarli. Il programma però ha anche un'altra abilità, ovvero quella di duplicarsi.

Non sempre la duplicazione avviene perfettamente. Ogni tanto, una parte del programma viene copiata dimenticando qualcosa, o scrivendo una cosa per un'altra.

Spesso questi errori rendono sterile il nuovo programma, ma a volte no. E talvolta, l'errore si rivela un vantaggio per il nuovo programma, rendendolo abile di compiere nuove operazioni, più complesse e vantaggiose del semplice confronto di numeri del capostipite.

Così, generazione dopo generazione, nuove stirpi di programmi appaiono ed entrano in competizione per lo spazio, e per le risorse necessarie alla loro esecuzione, che poi, è anche la loro sopravvivenza.

Immagine 1 - tecnici al lavoro su un cluster di computer. Credits: By MEGWARE Computer GmbH, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

Lotta per la sopravvivenza

Alcune specie di programmi scompaiono, si estinguono, mentre altre prosperano, tracciando la strada per le generazioni future. Tutto ciò avviene in maniera così coerente con quello che sappiamo dell'evoluzione biologica, che la tentazione di considerare quelle entità (in lotta per la sopravvivenza) un pò più che semplici frammenti di codice è forte.

Nuove forme di “vita” digitali

In un'area ad accesso limitato di un grosso centro di ricerca della Commissione Europea, cento computer sono stati colonizzati da forme di “vita” digitali come quelle appena descritte.

Nell'arco di alcuni mesi - e centinaia di migliaia di generazioni - in ogni computer si è sviluppata una comunità complessa, regolata da processi ecologici molto simili a quelli osservati nei sistemi naturali.

Tutto ciò è avvenuto sotto il controllo di Giovanni Strona, del Joint Research Center della Commissione Europea, e Kevin D. Lafferty dell'US Geological Survey, e descritto in dettaglio in un articolo pubblicato recentemente su Nature Communications.

Cosa accade quando le condizioni cambiano repentinamente?

Osservando attentamente l'evoluzione delle comunità digitali, i ricercatori hanno identificato le regole che permettono a un sistema di divenire complesso e rimanere, nel contempo, robusto.

Dopodichè, i due si sono chiesti, cosa succede quando le condizioni in cui un sistema si è sviluppato cambiano repentinamente? La risposta che hanno ricevuto dagli organismi digitali non è stata incoraggiante.

La stabilità delle comunità digitali, infatti, è relativa alle condizioni in cui le comunità si sono sviluppate. Appena le condizioni cambiano, gli organismi digitali vanno incontro a estinzioni di massa, e sistemi storicamente stabili collassano rapidamente.

Implicazioni per le comunità naturali

Da un lato, tutto questo sembra applicarsi molto bene allo scenario naturale attuale, visto che l'azione dell'uomo e il cambiamento climatico hanno alterato in maniera sostanziale buona parte degli habitat sulla Terra.

Dall'altro, verrebbe da pensare che organismi viventi abbiano più capacità di adattamento di stringhe di codice in un computer.

Specie animali acquatiche e terrestri impreparate al cambiamento

Immagine 2 - esemplare di Gyrostigma rhinocerontis. Credits: EOL (Encyclopedia of Life).

La brutta notizia, è che i ricercatori non si sono limitati a speculare sulle possibili implicazioni delle loro scoperte nel mondo reale. Analizzando la situazione di migliaia di specie animali terrestri e acquatiche, gli scienziati hanno dimostrato come queste, a dispetto del loro grado di adattamentosiano impreparate ad affrontare il cambiamento in corso, e quindi destinate ad estinguersi una dopo l'altra.

Basti pensare a macchine perfette come gli squalimessi a dura prova dallo sfruttamento folle delle risorse marine. O ai grandi mammiferi minacciati dal bracconaggio e dalla distruzione dell'habitat.

Ma la lista è molto più lunga, e include specie meno appariscenti o emotivamente coinvolgenti, come insetti e organismi parassitidestinati a scomparire assieme ai loro ospiti. Per esempio, la più grande mosca Africana (Gyrostigma rhinocerontis) è in grado di riprodursi solamente sul rinoceronte nero e sul rinoceronte bianco, entrambi minacciati dalla caccia grossa e dal commercio illegale di corni, ed è pertanto gravemente minacciata a sua volta.

La natura ha impiegato milioni di anni, tentativi ed errori a diventare maestra di un gioco di cui l'uomo sta repentinamente cambiando le regole.

Il lavoro del team di ricercatori lascia pochi dubbi sul fatto che oggi, la natura, potrebbe non avere più contromosse.

Immagine 3 - Coralli ramificati sbiancati (Acropora sp.) Heron Island, Grande barriera corallina. Autore: J. Roff Credits: Wikimedia Commons

Quali sono i sistemi più a rischio?

A rendere lo scenario ancora più drammatico, è il fatto che i sistemi più a rischio sono quelli che hanno avuto più tempo per diventare complessie quelli a maggior diversità.

Già minacciate dal sovrasfruttamento, le foreste pluviali e le scogliere coralline potrebbero essere i sistemi con meno probabilità di sopravvivere all'uomo.

Riferimento:

Environmental change makes robust ecological networks fragile Nature Communications

Giovanni Strona & Kevin D. Lafferty doi:10.1038/ncomms12462



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