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The hierarchical interplay between ecology and genealogy is a fundamental ingredient for the most compelling current explanations in evolutionary biology. Yet philosophy of biology has hardly welcomed a classic fundamental intuition by palaeontologist Niles Eldredge, i.e. the non-coincidence and interrelation between ecology and genealogy, and their interaction in a Sloshing Bucket fashion. Hierarchy Theory and the Sloshing Bucket need to be made precise, developed and updated in light of an explosion of new discoveries and fields and philosophical issues. They also suggests re-thinking concepts such as natural selection, species, and speciation that have always been part of evolutionary theory, La interacción jerárquica entre ecología y genealogía es un ingrediente fundamental de las más convincentes explicaciones de la biología evolucionista en la actualidad. Sin embargo, la filosofía de la biología apenas ha acogido una intuición fundamental y clásica debida al paleontólogo Niles Eldredge, a saber: la no-coincidencia e interrelación entre la ecología y la genealogía, y su interacción a modo de cubeta rebosante. La Teoría de la Jerarquía y la de la Cubeta Rebo- sante necesitan mayor precisión, así como un ulterior desarrollo y acutalización a la luz de la explosión de nuevos descubrimientos y campos y de cuestiones filosóficas. Siguieren asimismo la necesidad de repensar conceptos tales como selección natural, especie y especiación, que han formado siempre parte de la teoría evolucionista

La collana "I Filosofi" di Editori Laterza propone un'inedita introduzione all'opera - scientifica, filosofica e culturale - di Charles R. Darwin. Con un taglio narrativo ed epistemologico, Telmo Pievani ripercorre le tappe principali della biografia darwiniana, soffermandosi in particolare sul periodo giovanile di preparazione delle opere della maturità (attingendo dagli scritti privati del naturalista inglese) e sul complesso processo di scoperta scientifica che portò Darwin a rivoluzionare le scienze della vita. E' l'affascinante storia di un'avventura umana e intellettuale nell'Inghilterra vittoriana.

The book addresses scientific discovery in a novel and original way. It features a thorough reconstruction of the threads of thought that have been found in Darwin’s notebooks, and these are compared with scientific conversations among elementary school children. For philosophy of science, the book constitutes a proposal of studying the “context of discovery”, traditionally left apart in favour of the apparently more logical and systematic “context of justification”. For science education, the work brings forth some ideas for interpreting science teaching and learning with attention to the nature of science (NOS). Book structure: - “Rediscovering discovery” by Emanuele Serrelli - "The logic of scientific discovery in Darwin’s notebooks” by Telmo Pievani - “Notebooks and children: a comparison” by Marcello Sala

The concept of exapta

Hierarchy theory (e.g. Salthe 1985, Eldredge 1986) provides a unifying approach for representing the multi-level structure of the organic world and an explanatory framework for the wide range of natural phenomena. Its birthdate can be located in the 1980s, when evolutionary biologists began exploring in detail the nature of hierarchical systems as an approach to understanding both the nature of these complex systems, and the nature of their interactions that underlie the evolutionary process. Nowadays hierarchy theory is being developed and updated in light of an explosion of new discoveries and fields, but also as a way of re-thinking and re-framing concepts, like speciation, that have been present in evolutionary theory for many decades. According to hierarchy theory, organisms are parts of at least two different kinds of systems: (1) matter-energy transfer systems, where organisms are parts of local populations that in turn are parts of local ecosystems. The economic roles played by such populations are what constitute ecological niches. Local ecosystems are parts of regional systems, a geographic mosaic of matter-energy transfer systems that together constitute the global biosphere. (2) genetically-based information systems: organisms are parts of local breeding populations that in turn are parts of each individual species. Species, through the process of evolution, are parts of historical lineages: genera, then families, orders etc. of the Linnaean Hierarchy. While evolutionary theory has legitimately focused most on genetic processes and the formation of genetic lineages, evolution does not occur in a vacuum: specifically, it is what takes place inside matter-energy transfer systems that determines, in large measure, the patterns of stability and change in genetic systems that we call “evolution”. The “sloshing bucket theory of evolution” (Eldredge 2003) is an example of how theoretical hierarchy theory applies to the real world of biological systems and their

La dimensione corporea rappresenta una svolta in campo evoluzionistico, laddove il corpo dell’organismo singolo smette di essere un interattore inerte o un passivo contenitore di informazione genetica ereditaria, per diventare invece un soggetto attivo del cambiamento e un sistema integrato di sviluppo, sia attraverso le sue attività di “costruzione della nicchia” ecologica in cui ogni popolazione è immersa sia attraverso i vincoli interni del suo piano strutturale e ontogenetico, i quali interagiscono con le pressioni selettive esterne e modulano le trasformazioni funzionali. E’ però dalle indagini recenti sull’evoluzione umana che emergono le novità più sorprendenti, e filosoficamente significative, circa il ruolo del corpo come spazio di elaborazione di possibilità evolutive, biologiche e culturali al contempo, peraltro in più specie umane e non in una soltanto.

The main topic of the paper is a discussion of the ways through which the theory of evolution remakes itself, changes and grows, keeping alive and reinforcing its Darwinian explanatory core. The theory shows a 150 years old history of theoretical and empirical extensions and revisions, without any apparent radical change of “paradigm” and without a rival Research Programme able to replace it. The ongoing transition from the Modern Synthesis (MS) to a so-called “Extended Evolutionary Synthesis” (ES) is here interpreted through the Methodology of Scientific Research Programmes, proposed by the epistemologist Imre Lakatos and updated. The current situation in evolutionary biology could be represented by a “progressive” shift of the Darwinian research programme, moving from the quite rigid theoretical framework of the standard version of Modern Synthesis (gradualism, extrapolationism, adaptationism) to the more inclusive and pluralistic “core” and “protective belt” of the Extended Synthesis. Promising and advanced researches - like those concerning evolutionary developmental biology (Evo-Devo), epigenetics, multiple ways of speciation and the role of structural internal constraints - find in this perspective a realistic interpretation as theoretical and empirical novelties with huge implications, nevertheless not incoherent with an extended Neo-Darwinian explanatory core. A Neo-Lakatosian approach seems useful when we discuss the extension of evolutionary models in non biological fields, avoiding the application of just metaphorical forms of “ultra-Darwinism”. This analysis in terms of a rational and continuous dynamics of growth of biological thought seems much needed also for a critical examination of some popular and radicalized controversies about the health of a no better defined “Darwinism or Neo-Darwinism”.

This article explores the role of philosophy of the Earth sciences in the foundation of the principles of 'geoethics'. In particular, the focus is on two different examples of philosophical analysis in the field of geosciences: the first is the trial against the Italian National Commission for Forecasting and Predicting Great Risks, which was charged with negligence in communication and prediction on the occasion of the earthquake that almost destroyed the city of L'Aquila on the night of April 6, 2009; the second is related to the scientific and theoretical consequences of the updated geographical scenario of the human global populating of the Earth, based on archeological, paleontological and genetic data. Our concept of 'scientific prediction' in the case of geophysical phenomena and the new ways to see human evolution that depend on geophysical factors have ethical and philosophical implications that are crucial for the foundations of geoethics. The tentative conclusion is that we need an evolutionary sense of belonging to our Planet, and a concept of 'natural' phenomena and 'natural' disasters that should not be an alibi for the underestimation of our political and ethical responsibilities

Considering recent data coming from different disciplines like molecular biology and palaeontology – handled as elements of an inference towards the best explanation – here we explore the hypothesis that the development of a fully articulated language favoured key cultural innovations, which in turn pushed the last population wave of Homo sapiens out of Africa about 60 to 50K ago. Human biogeography could be the keystone for the correct interpretation of the fragmentary data concerning the so-called “Paleolithic Revolution”. It is possible that the “final wave” of people out of Africa after the period of 60K, associated with the L3 haplogroup, was the bearer of the behavioural innovations which until now have been associated with the symbolic revolution. In “The Final Wave” model, the evolutionary process is continuous, but with punctuated bursts of innovations in small populations; there is a direct liaison between biological evolution and cultural evolution (with the latter grafted onto the former); a growing interdisciplinary collection of evidence is unified in a frame stressing the role of biogeography in the evolution of cognitively modern human behaviour.

Per molti studiosi, qualsiasi tentativo di ricostruire l’evoluzione biologica del senso morale è destinato al fallimento. Essi ritengono infatti che la natura non abbia alcunché da dire rispetto a facoltà umane speciali che sono strettamente culturali, come il giudizio morale e i valori appresi nel contesto sociale. Le debolezze di questa impostazione sono speculari a quelle dei suoi oppositori più agguerriti: gli evoluzionisti “tutto geni e competizione”. Costoro non soltanto sono convinti che una naturalizzazione dell’etica sia possibile, ma propongono di realizzarla attraverso l’applicazione di una versione ipersemplificata della teoria evoluzionistica. Le “storie proprie così” ambientate nella savana sembrano plausibili, ma nascondono il loro carattere spesso speculativo e rischiano semplicemente di confermare i nostri stereotipi sociali. I culturalisti accusano gli avversari di “riduzionismo”. Gli evoluzionisti tutto geni e competizione ribattono accusando i primi di “antiscientismo”. Non sembra però una controversia particolarmente feconda, e nemmeno aggiornata. Qui esploreremo un’ipotesi al contempo continuista e pluralista.

Negli ultimi anni, grazie alla convergenza di evidenze sperimentali provenienti da discipline diverse, l'immagine dell'evoluzione umana è cambiata profondamente e non assomiglia più a quella scala di progresso lineare che tutti noi abbiamo visto rappresentata in infiniti modi sui mass media. In particolare, ci si è accorti che il processo evolutivo non soltanto si snoda come è normale nel tempo, accomunando tutte le specie viventi entro un unico albero genealogico di discendenze, ma si realizza anche nello spazio - un secondo asse interpretativo a lungo sottovalutato - attraverso le distribuzioni geografiche delle popolazioni biologiche, gli spostamenti di piccoli gruppi, le derive, le migrazioni, le espansioni, le ibridazioni.

Dialogo tra padre George V. Coyne e Telmo Pievani

Il ruolo della contingenza nell'evoluzione delle specie ominine.

Siamo in viaggio, da due milioni di anni. Da quando i primi esemplari del genere Homo si diffusero dal continente africano e colonizzarono anche l’Eurasia. Da quando – molto, molto tempo dopo - piccoli gruppi appartenenti alla nostra specie, Homo sapiens, uscirono ancora dall’Africa e affrontarono l’esplorazione di vecchi e nuovi mondi. Oggi quell’avventura non è ancora finita e non esiste frammento delle terre emerse di questo pianeta che non abbia visto il passaggio o l’insediamento di esseri umani. Da quegli sparuti pionieri si è generata una popolazione che sfiora i sette miliardi di individui. Siamo una specie planetaria, diffusa ovunque, eppure con un’origine africana recente. Come è avvenuta la straordinaria globalizzazione di Homo sapiens? E a spese di chi?

Interrogato da un teologo su quale fosse la caratteristica più spiccata di Dio creatore, il biologo inglese J.B.S. Haldane rispose: “Una smodata predilezione per i coleotteri”. All’epoca se ne consideravano circa quattrocentomila specie contro… una sola del genere Homo. E forse i coleotteri popoleranno il pianeta quando Homo sapiens non sarà nemmeno più un ricordo. Frutto di cosmica contingenza, uno dei tanti arbusti del “cespuglio della vita” sopravvissuti alla lotta dell’esistenza, l’essere umano si è fatto strada in una natura che non perde occasione di schiacciarlo, facendogli provare il senso della solitudine nell’Universo. In questo libro Telmo Pievani ci rammenta che la comparsa degli organismi viventi è stato un fenomeno inatteso, e ne ricostruisce la storia evolutiva come un intrico di biforcazioni privo di direzioni privilegiate, sicché anche l’animale uomo si rivela tutt’altro che l’eccezione animata dalla scintilla divina. Proprio in questo modo si conquista una rinnovata solidarietà con tutta la “rete del vivente”, come la chiamava Charles Darwin, senza nessuna concessione a fondamentalismi e superstizioni.

Perché la selezione naturale non può essere considerata un "designer"

Comparazione analitica tra le modalità di evoluzione delle specie e delle lingue

Si presenta il contributo dato dall'Italia unita nel campo della teoria dell'evoluzione, della biologia e della fisiologia, con particolare attenzione alla ricezione di Charles Darwin e alle ricerche sul cervello di Camillo Golgi.

Le più recenti scoperte dell'evoluzione umana e il loro valore narrativo. Postfazione al testo (con DVD) dell'opera teatrale "Dio è nero!", di Dario Fo.

Le strategie della scoperta scientifica nel caso dei Taccuini giovanili di Charles R. Darwin.

Prefazione per la prima edizione italiana post-ottocentesca della monografia di Darwin sulla variazione allo stato domestico e sulla selezione artificiale.

In recent papers (e.g. Wilson D, 2007; Wilson E, 2007) it has been confirmed that the two standard solutions for the apparent paradox of the evolution of altruism and pro-social behaviours – Kin Selection, which leaves unsolved the question of population structure, and Group Selection – can indeed be consistent with one other. The result is a possible explanation of the ambiguity between deeply entrenched attitudes to cooperation inside social groups, and organized hostility among them (Bowles, 2008). Nevertheless, these models seem to undervalue the potential effects of “multilevel” evolution, and both notions remain strongly engaged with gene-centred interpretations of evolutionary dynamics – which lose their explanatory power when applied to group-living species that show unconditioned forms of altruism and pro-social feeling, especially when cultural evolution enters the process. In order to avoid “cultural discontinuity” hypotheses at the other extreme, I emphasize the importance of “functional cooptation”, or “exaptation” (Gould, Vrba, 1982; Gould, 2002) in arriving at a more satisfying explanation of the origins of free or reciprocal unselfishness, in group-living animals and in culture-bearing species.

The paper aims at exploring an epistemological hypothesis: the argumentative structure of The Origin of Species could be truly understood only if we consider the complex process of discovery followed by Darwin in his early private notes, and particularly in his Transmutation Notebooks, then summarized in his Sketch (1842) and Essay (1844). The integrated logic of his scientific discovery and the strategies of defence of his Scientific Research Programme reveal an unexpected and underestimated modernity, outlining a coherent set of patterns for the first historical natural science.

Palaeontologists Stephen J. Gould and Elisabeth Vrba introduced the term “ex-aptation” (Gould, Vrba, 1982; Vrba, Gould, 1986) with the aim of improving and enlarging the scientific language available to researchers studying the evolution of any useful character, instead of calling it an “adaptation” by default, coming up to what Gould named an “extended taxonomy of fitness” (Gould, 2002). With the extension to functional co-optations from non-adaptive structures (“spandrels”), the notion of exaptation expanded and revised the neo-Darwinian concept of “pre-adaptation” (which was misleading, for Gould and Vrba, in suggesting foreordination). Exaptation is neither a “saltationist” nor an “anti-Darwinian” concept and, from 1982 to date, was adopted by many researchers in evolutionary and molecular biology, and particularly in human evolution. Exaptation was also addressed with some theoretical objections. With respect to one of these - the “non-operationality objection” - we analyze the possible operationalization of the concept in two recent meaningful studies, and identify six directions of empirical research, necessary to test “adaptive vs. exaptive” evolutionary hypotheses. We then write on a comprehensive survey (available online) of the literature, and on the basis of this we make a quantitative and qualitative evaluation of the adoption of the term among scientists who study human evolution.We discuss the epistemic conditions that may have influenced the adoption and appropriate use of exaptation, and comment on the benefits of an “extended taxonomy of fitness” in present and future studies on human evolution.

Edizione portoghese di "Introduzione alla Filosofia della Biologia" (2005)

Il contributo ricostruisce in chiave storica ed epistemologica la genesi dell'idea evoluzionistica negli scritti giovanili di Charles Darwin, in particolare nei Taccuini della Trasmutazione, e con particolare attenzione al confronto fra il modello "a corallo" e il modello "ad albero" della discendenza con modificazioni. Il primo modello, in seguito abbandonato da Darwin, ha infatti ricevuto una interessante "attualizzazione" scientifica.

La biodiversità plasma la diversità culturale. La cultura plasma lʼambiente. Ma secondo il paradigma bioculturale del “legame inestricabile” questa codeterminazione bidirezionale impedisce di fatto che si possano distinguere analiticamente le due, e che si debba parlare, appunto, di un solo tipo di diversità: quella bioculturale. La diversità bioculturale mira alla conservazione, alla difesa dei diritti dei popoli indigeni, allʼottenimento di politiche che li rispettino. Un campo di studio dichiaratamente “militante”, che rinuncia alla convenzionale neutralità accademica per abbracciare forti obiettivi di tipo etico riguardanti i diritti umani, visti in intima connessione con le responsabilità verso lʼeredità naturale e culturale dellʼumanità.

Ma lʼalbero delle lingue ha ancora due messaggi. Il primo, la parentela universale, ricorda che tutte le lingue sono sorelle, cugine o lontane parenti, come i popoli che le parlano, sottogruppi dai confini incerti di unʼunica specie globale. Il secondo, il valore della storia: ogni lingua - come ogni specie biologica - è il prodotto unico e irripetibile di una serie improbabile di eventi. Le “istruzioni” contenute nel DNA - secondo una comune metafora - non sono che una piccola parte insufficiente e inesaustiva di una specie, così come documentazioni e istruzioni non saranno mai sufficienti a far rivivere una lingua. Quando una lingua scompare, quando una specie si estingue, qualcosa di irripetibile che arricchiva il nostro mondo è perso per sempre.

Science is culture because it helps us answer questions that go well beyond experimental results: From where do we come? and Why are we here? Genetics and palaeontology tell us that we are on a two million year journey: from when the first examples of the genus Homo, our bipedal ancestors, spread from Africa and colonized Eurasia on several occasions; from when, much later, small groups belonging to our curious and resourceful species, Homo sapiens, left Africa again and undertook the exploration of old and new worlds.

Rapporti tra scienza, formazione e consulenza aziendale

The paper will outline a distinction between a syncretistic, and merely wishful, interpretation of the exchanges between different disciplines and a discovery-based interpretation of the role of interdisciplinarity in contemporary natural sciences. Some examples from the two sides are proposed, focusing on cases of constitutively interdisciplinary research programmes. The discussion underlines the still up-to-date methodological characteristics of systemic and integrated approaches.

Recensione e approfondimento a partire da R. Milner, "Darwin's Universe. Evolution from A to Z", Univ. of California Press, Los Angeles, 2009

Perché in Italia non si ritiene decisivo che un futuro ricercatore possegga gli strumenti critici di base forniti dalla filosofia e dalla storia della scienza? Per rispondere alla questione qui verrà scelto un punto di vista particolare, sintetizzabile attraverso l’interrogativo rovesciato: anziché domandarci perché gli scienziati sono così apparentemente insensibili all’inserimento della filosofia della scienza nei loro curricula, chiediamoci quale tipo di filosofia della scienza andrebbe offerta oggi in una Facoltà scientifica, e perché. Si trarrà spunto, in particolare, da casi riguardanti i rapporti tra biologi evoluzionisti e filosofi della biologia sia nel dominio degli studi specialistici sia nello spazio pubblico.

Dominiamo il mondo anche grazie alle estinzioni di massa avvenute nel remoto passato del pianeta, oggi però le nostre attività stanno alimentando una nuova estinzione che mette a rischio la nostra stessa sopravvivenza

Il 2010 è l’anno dedicato dalle Nazioni Unite alla promozione, a livello mondiale, di iniziative che sensibilizzino l’opinione pubblica a preservare la biodiversità del nostro pianeta. Sin da quando è comparso sulla Terra circa 200.000 anni fa in Africa, l’uomo ha dimostrato di essere una “specie perturbatrice”: ha alterato gli equilibri della Terra molto più di quanto hanno fatto altre specie viventi. Ha tagliato alberi per coltivare la terra, ha cacciato indiscriminatamente, ha limitato habitat naturali per far posto alle sue strade, ai suoi villaggi, alle sue città: tutto per affermarsi, sopravvivere, migliorare la sua qualità e prospettiva di vita. Ma in questi ultimi decenni l’uomo ha modificato la Terra e i suoi ecosistemi molto più che in tutta la sua precedente storia. Lo sviluppo industriale e tecnologico e l’aumento della popolazione hanno creato squilibri molto gravi che sono in rapida e preoccupante accelerazione. Solo per riassumere gli esempi più eclatanti: l’inquinamento, il surriscaldamento globale, la deforestazione, la desertificazione, la sovrappopolazione, i rifiuti.