Adattamento biologico e adattamento cognitivo nella teoria di Jean Piaget

Come abbiamo visto (cfr. par. 1.2), Piaget considera la conoscenza come un caso particolare delle relazioni tra l’organismo e l’ambiente. Per chiarire tale rapporto ha compiuto alcuni esperimenti su una specie di mollusco, la limnaea stagnalis, e su una specie di pianta, il sedum sediforme. Le conclusioni e i risultati ricavati da questi studi hanno contribuito in modo determinante nel chiarire in che modo sono legati l’evoluzione delle strutture viventi e l’evoluzione delle strutture logico-matematiche dell’intelligenza umana, e hanno portato Piaget ad elaborare un modello che si propone come una terza via, tra il lamarckismo* e il mutazionismo/neodarwinismo*, nella spiegazione dei processi evolutivi: la fenocopia* (cfr. Piaget, 1970a).
Il primo problema affrontato in questi studi è stato quello di distinguere il genotipo* dal fenotipo*, al fine di poter procedere nella verifica di alcune ipotesi concernenti le relazioni tra l’organismo e l’ambiente.

Muovendo dalle considerazioni che:
- un genotipo non è mai direttamente osservabile e bisogna quindi desumerlo dall’osservazione dei fenotipi;
- in natura non esistono mai dei genotipi isolati;
- ogni genotipo individuale è sempre parte di una popolazione* di cui riflette parte del pool genetico*;
- ogni caratteristica fenotipica dipende sempre sia dal genotipo che dall’ambiente;

Piaget ha concluso che per riconoscere un genotipo o pool genetico, questo “deve essere caratterizzato in primo luogo dai caratteri comuni a tutti i suoi fenotipi, in tutti i loro ambienti, e in secondo luogo da ciò che lo differenzia dagli altri genotipi allevati nello stesso tempo e in un ambiente identico” (Piaget, 1974; trad. it. p. 21). In questo modo, attraverso l’allevamento di parecchie generazioni, ha potuto identificare cinque genotipi o pool genetici distinti della limnaea stagnalis (figura 1) e tre del sedum sediforme (figura 2).
Dopo questo primo passo, Piaget ha condotto dei veri e propri esperimenti allo scopo di vedere come a specifiche variazioni ambientali cambiano le reazioni fenotipiche degli organismi. Riassumiamo qui i principali risultati ottenuti da Piaget.

Nel caso della limnaea ha riscontrato che:
a) Se gli organismi con genotipo II e III si sviluppano nelle acque agitate dei grandi laghi, presentano, una volta completata la crescita, caratteristiche fenotipiche che li rendono indistinguibili dagli organismi con genotipo IV. Presentano infatti una conchiglia di forma contratta. Si tratta, in questo caso, di un accomodato fenotipico/variazione somatica non ereditaria*. Infatti, riportati nel loro ambiente abituale e fatti riprodurre, danno vita ad esemplari con le caratteristiche tipiche delle varietà genotipiche II e III.

b) Se gli organismi con genotipo II e III, nelle fasi iniziali del loro sviluppo, vengono posti in un ambiente con acqua agitata e, successivamente, completano la loro crescita nel loro ambiente abituale (acqua calma), presentano un fenotipo caratterizzato da una conchiglia per metà contratta e per metà allungata.

c) L’accomodato fenotipico/variazione somatica non ereditaria (forma della conchiglia contratta e non ereditaria) è più diffuso rispetto alle varietà genotipiche IV e V. Queste ultime invece sono presenti solo in zone ristrette ed esclusivamente nei grandi laghi (acqua agitata).

d) Se si trasportano, nelle fasi iniziali dello sviluppo, gli organismi con genotipo V in un ambiente con acqua calma, essi conservano, una volta adulti, la propria forma contratta. Quest’ultima si conserva anche nelle successive generazioni.

Da queste esperienze Piaget ha tratto alcune conclusioni. Da un lato non vi è alcun riscontro della tesi lamarckiana dell’esistenza di una trasmissione diretta dei caratteri acquisiti. Dall’altro, è da escludere anche una casualità delle mutazioni che danno origine ai genotipi IV e V, e ad una loro totale indipendenza dalle influenze ambientali (tesi mutazionista). Infatti, il fatto che gli individui con genotipo V sopravvivono nell’acqua calma e vi conservano la propria forma (punto d), esclude l’ipotesi che le mutazioni che danno origine a tale varietà ereditaria possano verificarsi in qualsiasi luogo. E ancora, il fatto che le varietà ereditarie IV e V si siano sviluppate e diffuse esclusivamente in un ambiente con acqua agitata (punto c), lascia supporre che tale condizione ambientale svolga un ruolo nella formazione di queste varietà genotipiche (cfr. Piaget, 1967; 1974).
Infine, osserva Piaget, dato che lo sviluppo dei genotipi IV e V “è legato a condizioni lacustris limitative ed esclusive, in seno alle quali le razze [o genotipi] II e III danno già dei fenotipi contratti, vi deve essere un rapporto tra questo fenotipo e questo genotipo” (Piaget, 1974; trad. it. pp. 47-48).

Gli esperimenti sul sedum sediforme hanno mostrato che:
Gli individui con genotipo Medium assumono una forma Parvulum se vivono in un ambiente poco favorevole (terreno poco concimato, poca luce, ambiente freddo ecc.).
Gli individui con genotipo Parvulum, se vivono in un ambiente favorevole (terreno concimato, esposizione al sole), assumono le caratteristiche fenotipiche della varietà ereditaria Medium. Se vengono riportati nell’ambiente sfavorevole ritornano alla forma Parvulum.
Un gruppo di individui (genotipo o pool genetico Medium) ha cominciato il proprio sviluppo in un ambiente favorevole assumendo le caratteristiche fenotipiche proprie della varietà Medium. In seguito, a causa delle variazioni ambientali diventate sfavorevoli, ha completato lo sviluppo secondo una modalità Parvulum. Si è riscontrata una netta discontinuità non solo nella taglia ma anche nel colore delle foglie.
Da questi esempi si evince che quelle caratteristiche che nella varietà ereditaria Parvulum sono ereditarie, si riscontrano a titolo di accomodato fenotipico/variazione somatica non ereditaria nella varietà Medium quando questa vive in condizioni ambientali non abituali. Piaget conclude che questi cambiamenti fenotipici siano delle reazioni compensatrici a situazioni sfavorevoli. Infatti ha constatato che la comparsa del colore verde e la diminuzione della taglia sono caratteristiche che favoriscono l’alimentazione e la sopravvivenza in un ambiente difficile (Piaget, 1974). Secondo Piaget, la formazione di queste caratteristiche fenotipiche, così come nel caso della limnaea la formazione dei fenotipi contratti in acqua agitata, costituisce la matrice in seno alla quale si vengono a costituire i nuovi genotipi Parvulum per il sedum e Lacustris (genotipo IV) e Bodamica (genotipo V) per la limnaea.
Tali genotipi inoltre, sostiene Piaget, dimostrano un migliore adattamento in queste situazioni ambientali: un equilibrio che il fenotipo poteva solo ricercare (cfr. Piaget, 1974).
Nel complesso queste esperienze danno credito all’ipotesi dell’esistenza, negli organismi viventi, di una continua ricerca di equilibrio o chiusura cui è legata allo stesso tempo una maggiore autonomia dalle influenze ambientali ed una estensione dell’ambiente (cfr. par. 1.2 e 1.3).