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INFORMAZIONE

Informazione , complessità e sostenibilità sono termini oggi molto usati (e abusati) e il loro significato varia notevolmente a seconda dei contesti in cui li troviamo. In ambito ecologico, sono strettamente correlati e offrono una base molto utile per comprendere concetti quali feed back, eco-field, biodiversità, autorganizzazione, gestione ecocompatibile dello sviluppo.

Innanzitutto, intendiamo per informazione un concetto astratto che viene identificato con l'interpretazione di un messaggio o di un codice avente come fine esclusivo quello di rappresentare e/o convogliare l'informazione. Lo scopo dell'informazione – diversamente da quanto accade in altri ambiti… – è quello di eliminare incertezza.

In un sistema ecologico, parlare di informazione significa prendere in esame tutti gli elementi del sistema che sono in grado di fornire, ricevere, condividere e scambiare dati utili a superare un'incertezza e ad affrontare una situazione critica (procurarsi il cibo, sfuggire ai costrittori, provvedere alla conservazione della specie, ecc.).

Di fatto, per ogni elemento biotico del sistema ciò significa contestualizzare la situazione in cui si trova; fornire, ricevere, condividere, scambiare dati per poi codificarli; attribuir loro un significato utile; e, infine, prendere una decisione.

L'analisi dello scambio e/o del reperimento di informazioni dall'ambiente circostante trae origine dalla metodologia instaurata con l'avvento del pensiero sistemico , una metodologia di riflessione nata dal pensiero filosofico greco, in particolare dalla scuola di Aristotele, il cui obbiettivo era di concentrare il proprio studio sulla forma e sulla sostanza delle cose.

Nei primi anni del 900, agli albori del pensiero ecologico, la scuola di pensiero sistemico fu ripresa per elaborare teorie sulla struttura e sul comportamento dei sistemi ecologici: sistemi biotici e abiotici che per la loro costituzione e soprattutto per la continua interazione con l'elemento “uomo” sarebbero poi stati ridefiniti sistemi ecologici complessi .

Aleksandr Aleksandrovic Bogdanov (1873-1928) con la sua opera Tecnologia, pubblicata tra il 1912 e il 1917, e Vladimir Vernadskij (1863-1945), la cui teoria dello sviluppo della Terra avrebbe influenzato fortemente la successiva ipotesi Gaia di Lovelock e Margulis , furono tra i primi a studiare i principi di organizzazione per la comprensione delle strutture dei sistemi viventi. Il primo, Bogdanov , individuò e classificò l'ambiente in tre tipologie di sistemi: sistemi organizzati, sistemi disorganizzati e sistemi neutri. Vernadskij , invece, il quale aveva come oggetto di studio la biosfera e l'interconnessione tra gli esseri viventi che la popolano, studiò questi processi di scambio e sostenne l'ipotesi che un qualsiasi sistema vivente possa essere sempre considerato come un sistema afferente a un altro ben più esteso.

Con la Teoria Generale dei Sistemi, elaborata da Ludwig von Bertalanffy (1901-1972) verso la metà del '900, si giunse a quella che viene considerata la base comune di tutte le discipline scientifiche. A lui si deve lo studio che portò alla teorizzazione dell'apertura e chiusura dei sistemi viventi, dell'equilibrio omeostatico dei sistemi e della loro autoregolazione.

Elemento fondamentale dell'organizzazione negli organismi viventi è la natura gerarchica, vale a dire l'esistenza di più sistemi all'interno di un sistema più ampio. Vedasi a esempio le cellule che si combinano per formare i tessuti, i tessuti per formare gli organi e gli organi per formare gli organismi. A loro volta gli organismi vivono in gruppi che formano a loro volta sistemi più ampi che vanno poi a formare attraverso l'interazione con altre specie sistemi sempre più complessi.

In ogni sistema risulta l'esistenza di diversi livelli di complessità e ad ogni livello di complessità i fenomeni osservati mostrano proprietà che non esistono al livello inferiore.

La stessa interpretazione anti-riduzionista e olistica della interconnessione del sistema è ripresa da Steven Manson in un suo articolo edito nel 2001 (“Simplifying Complexity: a review of complexity theory”).

Per avvicinarci ulteriormente all'analisi delle dinamiche proprie dei sistemi ecologici complessi, cito Edward Norton Lorenz (1917–2008), metereologo del MIT e matematico statunitense noto per essere stato il pioniere della teoria del Caos , il quale, sosteneva che “ Una farfalla che agiti le ali oggi in Brasile può causare un temporale il mese prossimo a New York”.

Questo concetto paradossale “dell'effetto farfalla” ci fa comprendere bene cosa sia un sistema complesso, dove che anche la pur minima variazione di un singolo parametro può trasmettere all'ambiente ripercussioni inaspettate quanto smisurate. Si tratta infatti di sistemi statici e dinamici al contempo, in continua evoluzione e caratterizzati da modalità di cambiamento che determinano il loro modificarsi il più delle volte in modo brusco, repentino e spesso imprevedibile (A. Gandolfi, Formicai, imperi, cervelli , 1999).

Ma iniziamo ad analizzare gli elementi che compongono un sistema ecologico .

Gli elementi abiotici che influenzano il sistema (biosfera) sono principalmente i fattori di carattere chimico-fisico che interagiscono tra loro, con gli elementi biotici e con il sistema circostante. Ricordiamo la chimica del suolo, dell'acqua e dell'aria che si interfaccia con l'attività meteorologica, con quella eolica, con la luce e la temperatura.

Gli elementi biotici, invece, sono tutte le forme di vita animali e vegetali che, ovviamente, interagiscono con gli elementi abiotici citati in precedenza.

In aggiunta a una situazione di delicati rapporti di equilibrio tra i componenti della biosfera non si può e non si deve trascurare la presenza del “sistema uomo” che con le proprie culture, le rispettive tradizioni e le specifiche necessità economiche, sociali e culturali interviene pesantemente nel contesto globale.

Già con queste premesse c'è da stupirsi del perchè fino ai primi del 900 non ci si sia curati dell'intero ambito ecologico se non per campi specifici quali, a esempio, le risorse energetiche, l'aumento esponenziale della popolazione o l'inquinamento in contesti estremamente localizzati (i fanghi di Porto Marghera, la diossina a Seveso, la foce del Po satura di sostanze tossico-nocive, per rimanere in campo nazionale) con il solo obbiettivo dello scoop giornalistico.

Come momento significativo della presa di coscienza del problema energetico, cito il premio Nobel Paul Crutzen per via della sua teoria sull'Antropocene, periodo geologico in cui sarebbe avvenuto l'inizio dello sfruttamento incondizionato delle risorse del pianeta.

Steven Manson (2001) individua tre diverse prospettive da cui prendere in esame la teoria della complessità ; rispettivamente tipologie di complessità che si riferiscono alla struttura dei rispettivi sistemi a cui afferiscono:

• complessità algoritmica ( algorithmic complexity ) – basata sulla teoria matematica della complessità e sulla teoria dell'informazione, sostiene che la complessità di un sistema consiste nella difficoltà che si incontra nel descrivere le caratteristiche del sistema stesso;

• complessità deterministica ( deterministic complexity ) – si occupa della teoria del caos e della teoria delle catastrofi, le quali sostengono che l'interazione di due o tre variabili chiave può creare sistemi molto stabili soggetti a improvvise discontinuità;

• complessità dei sistemi organizzati ( aggregate complexity ) – concerne il modo in cui i singoli elementi operano in concerto allo scopo di creare sistemi dal comportamento complesso.

Tutte queste forme di complessità si interessano del modo in cui la natura di un sistema può essere caratterizzata in riferimento alle singole parti che lo costituiscono in modo non riduzionista.

In una replica a Manson, Femke Reitsma sostiene che non sia opportuno separate i tre tipi di teoria della complessità e ricorda che tutti i teorici della complessità condividono il concetto che “ … l'intero è maggiore della somma delle sue parti …” ( “A Response to Simplifying Complexity”, 2003).

Come ho avuto modo di dire in precedenza, già 40 anni prima Von Bertlanffy aveva sostenuto una interpretazione olistica della interconnessione dei sistemi . E addirittura nel 600 Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646–1716) , famoso filosofo , scienziato e matematico , sosteneva che “un sistema è un insieme di parti” (G. Bologna, Manuale della sostenibilità, 2008).

Vediamo ora di analizzare un sistema “complesso”; dal punto di vista dialettico non si può definire “complicato” in quanto un sistema complicato è un sistema programmato da nessuna delle sue parti che lo compongono e che le rispettive relazioni reciproche determinano sempre un comportamento prevedibile; di fatto le loro interazioni e le interazioni con l'ambiente esterno interagiscono in modo lineare. Una macchina può definirsi sistema complicato.

Un sistema complesso, invece, è un sistema capace di auto-organizzazione e di auto-riproduzione, il cui comportamento ha ampi margini di imprevedibilità nel proprio sviluppo. E' un sistema in grado di interfacciare i propri componenti sia tra di loro sia con i componenti dell'ambiente circostante determinando nuove funzioni e nuove interazioni.

Lo studio e l'applicazione in ambito ecologico della Teoria Generale dei Sistemi è propria di Humberto Maturana e Francisco Varela (1946-2001). Il loro impegno, negli anni 70, dette vita alla Teoria della Autopoiesi, sviluppata integrando scienza, filosofia e discipline umanistiche. Si tratta di una teoria che definisce il sistema di autocontrollo del sistema stesso con l'apporto di energia dall'esterno e che contestualmente ha meccanismi di controllo al proprio interno; è un sistema che deve essere mantenuto in equilibrio pur non potendo predeterminare un comportamento.

In sintesi tale teoria precisava che “ogni sistema è un insieme definibile di componenti” (Bologna 2008).

In particolare la Teoria dell'Autopoiesi di Varela e Maturana prevede che ogni essere vivente, attraverso la propria cultura e conoscenza, abbia la cognizione di un proprio mondo a cui appartiene e ne effettui il riconoscimento attraverso la somiglianza biologica all'interno della stessa specie. Esistono pertanto tanti mondi quanti sono i sistemi cognitivi degli esseri viventi interessati e le loro interazioni dipendono dai rispettivi ambiti culturali e dal modo in cui questi vengono percepiti ( A. Farina, Lezioni di Ecologia, 2004).

Trattando il tema dell'informazione, la cui terminologia è già stata illustrata, implicitamente siamo giunti a un termine più strutturato: il termine cognizione . Tale termine deriva dalla lingua latina ( cognoscere – sapere) e viene utilizzato per indicare la facoltà di definire l'elaborazione di informazioni; rappresenta dunque una proprietà astratta degli organismi viventi propria dell'attività di un sistema nervoso che comporta un insieme di processi in grado di determinare comprensione, apprendimento e capacità di prendere decisioni.

Attraverso la “cognizione” ogni componente biotico del sistema si interfaccia con gli altri componenti e con il mondo esterno determinando un sistema relazionale a più livelli di interazione.

Questi livelli di interazione sono dovuti alla struttura stessa degli organismi viventi e in particolare a quel meccanismo cognitivo che negli animali superiori si concretizza nell'attività del sistema nervoso.

Abbiamo visto finora che un sistema complesso forma un'entità organica globale e organizzata, che può essere formato da numerose parti differenziate (definibili sottosistemi), e che alterandone una parte o un sottosistema lo modifichiamo nel suo insieme .

Una peculiarità dei sistemi complessi è che le loro interazioni non avvengono in modo lineare. Inoltre, nel loro insieme i sistemi complessi costituiscono un'unica entità capace di apprendere, evolversi e adattarsi all'ambiente.

Si definisce “sistema non lineare” un sistema che, pur variando in modo regolare i parametri che lo compongono, può comportarsi in modo non regolare e in modo non proporzionale rispetto all'input iniziale dato.

Un sistema complesso è quindi un sistema aperto che subisce le influenze di ciò che gli sta al di fuori e può restituire caratteristiche proprie al suo esterno; è di fatto in comunicazione con l'ambiente esterno attraverso flussi di informazioni, di energia o di materiali.

Nel caso in cui non sussistessero queste interazioni con l'esterno, sarebbe un sistema chiuso.

La struttura di un sistema ne determina il funzionamento e, conseguentemente, il modo di comunicare.

La comunicazione in un sistema che si sviluppa in un sistema strutturato a linea di processo avverrà per steps successivi, al contrario in un sistema configurato a rete di processo la comunicazione tra i vari componenti avverrà in modo da interessare una parte del sistema o contemporaneamente alcune parti del sistema oppure l'intero sistema in tutto il suo contesto.

In un sistema con una struttura sviluppata in linea di processo avremo un modello che risponderà agli input in un modo reiterato in quanto il risultato di un processo interesserà la parte successiva e così di seguito fino alla conclusione, in modo che vengano messe in gioco tutte le sue componenti; se invece il sistema ha una struttura a rete di processo un semplice evento potrà interessare una o più componenti del sistema stesso a seconda della sua conformazione e delle interrelazioni tra i suoi componenti.

In quest'ultimo modello configurativo appare evidente che il comportamento di un sistema complesso strutturato a rete di processo non è assolutamente prevedibile anche conoscendo in modo preciso gli input che il sistema riceve.

Inoltre l'imprevedibilità dei sistemi complessi riguarda non solo il tipo di reazione a un determinato input, ma anche il momento in cui avverrà la reazione stessa. Si rende cioè necessario prendere in considerazione anche il fattore tempo.

L' ecosistema terrestre ne è un chiaro esempio: ormai da secoli l'essere umano lo sta martoriando nelle forme più svariate, depauperandone le risorse, inquinandolo, distruggendolo e sfruttandolo in ogni sua parte. La sua flessibilità, la sua “robustezza” o meglio la sua capacità di assorbire ed elaborare stimoli e disturbi esterni, tecnicamente definita resilienza di un sistema, gli ha permesso di non rimanere irrimediabilmente danneggiato ma, al contrario, di autoregolarsi con effetti imprevedibili apparsi nel corso del tempo. Cito qualche esempio: l'effetto del DDT sui costrittori delle coltivazioni, la fragilità delle coltivazioni intensive rispetto all'aggressione di una sola specie di costrittore, il dissesto idrogeologico per il depauperamento boschivo del territorio.

A questo punto sorge spontaneo chiedersi come si realizzano e come trovano la loro applicazione l'informazione, la comunicazione, la cognizione all'interno di un sistema. La risposta è: mediante un fenomeno chiamato feedback (controllo retroattivo). Si tratta di informazioni prodotte da un sistema o una parte di esso che vanno a influenzare o determinare azioni o effetti sullo stesso sistema o su parte di esso.

Esistono due tipologie fondamentali di feedback : il feedback negativo e il feedback positivo. Nel libro di Gandolfi sui sistemi complessi (1999) sono illustrati esempi di situazioni regolate dalle tipologie di feedback sopra citate che illustro brevemente.

Il feedback negativo è una tipologia di comunicazione che, di fatto, stabilizza i sistemi; l'output di un processo interferisce con il momento di inizio del processo stesso, che in base all'informazione ricevuta agisce sull'intero processo.

Un esempio di feedback negativo è il funzionamento del termostato di regolazione di una caldaia: nel momento in cui il fluido riscaldante raggiunge la temperatura predeterminata, aziona un termostato che inibisce il funzionamento della caldaia. Quando il fluido perde temperatura il termostato permette l'accensione della caldaia.

In concreto il risultato finale del processo (riscaldamento di un fluido a una temperatura predeterminata) agisce direttamente sull'inizio dell'intero processo (azionamento della caldaia) condizionandolo

Il feedback positivo è, al contrario del precedente, una tipologia di comunicazione all'intero sistema che ne determina un'ulteriore stimolazione all'inizio del processo stesso. Si tratta di un circolo vizioso che agisce il modo tale che il risultato del processo si autorafforzi; a seconda delle dinamiche del sistema avremo un cosiddetto “rafforzamento” che può essere o “verso l'alto”, con la tendenza a far “scoppiare” il sistema stesso, o “verso il basso”, rallentandolo fino a bloccarlo.

E' una tipologia di reazione del sistema che, come è facile intuire, una volta innescata non è facile fermarla.

Un esempio di feedback positivo è dato dalla diffusione della lingua inglese nel mondo. Sia per la colonizzazione delle Americhe da parte dei coloni inglesi, con la successiva diffusione della lingua per motivi culturali, commerciali, politici, sia per la politica commerciale della Gran Bretagna, nel mondo il numero delle persone che parlano inglese è andato sempre più aumentando. Ciò ha determinato il proliferare di corsi di lingua inglese e di documenti in lingua inglese con il conseguente aumento di persone che lo utilizzano.

E' un circolo che si autoalimenta e si rafforza “verso l'alto”; c'è da chiedersi per quanto tempo ancora il sistema si autorafforzerà.

Tendenzialmente un sistema complesso tenderà ad autoregolarsi e quindi sarà possibile e frequente incontrare un sistema in cui sono presenti e attive, nel sistema stesso, entrambe le tipologie di feedback; si creeranno pertanto, attraverso meccanismi di interazione, complessi rapporti tra le parti che permetteranno di stabilire tra loro un flusso di energia tale da consentire al sistema ad adattarsi alle mutate condizioni in cui si trova a operare. Parlando di sistemi ecologici, questo fenomeno viene definito “plasticità ecologica”.

Un esempio di autoregolazione del sistema possono essere le strategie di adattamento necessarie perché un food web , dove interagiscono diverse specie, mantenga la sua stabilità (M. Kondoh, “Foraging Adaptation and the Relationship Between Food-Web Complexity and Stability”, 2003).

In questo complicato sistema di regole, contestualizziamo ora le problematiche proprie dell'ambito ecologico in cui entrano in campo tutti i parametri relativi alle forme biotiche e abiotiche con i loro rispettivi comportamenti all'interno del sistema.

Ogni forma di vita si dovrà rapportare con le altre della propria specie, con i componenti delle altre specie, con l'ambiente circostante e, soprattutto, con le proprie esigenze di vita (procacciarsi il cibo, difendersi dai costrittori, riprodursi).

Si tratta attraverso un sistema di processi cognitivi, propri dei componenti di un sistema complesso, di avere la percezione del mondo reale di cui fa parte. Ogni individuo, a seconda del proprio metodo di percezione, si metterà in gioco con una metodologia di scambio di informazioni e di cognizioni che gli permetteranno di esplorare e riconoscere la configurazione effettiva del sistema di cui fa parte, del ruolo che in quel momento è chiamato dal contesto a svolgere e dei rapporti con le forme biotiche e abiotiche. al fine di ricavarne informazioni che lo indurranno a scelte o a modificazioni delle proprie intenzioni.

Attraverso questa analisi, propria di un processo per funzioni, vediamo come il concetto di eco-field ci permette di capire come ogni singola specie utilizzi le risorse che le sono state messe a disposizione o adempia alle proprie esigenze e funzioni vitali.

Mediante questo concetto ipotizziamo che ogni forma vivente non tragga spunto alla vita unicamente dal cibo ma tragga “nutrimento” anche da tutte quelle informazioni del mondo esterno che entrano nel mondo specifico di quell'essere vivente, “trasdotte dall' eco-field ”. Prova ne è che animali e piante allevati e coltivati in cattività, una volta reinseriti nel proprio habitat, spesso non riescono a sopravvivere.

E' un sistema di percezione e cognizione che assume a proprio riferimento il concetto di autopoiesi (citato in precedenza), che prevede comunque al proprio interno un sistema di controllo sia con meccanismi di tipo gerarchico sia con modalità di autorganizzazione.

Per sistema con meccanismi di tipo gerarchico si intende che i componenti di quel sistema, una volta organizzati all'interno del sistema stesso, ne sono per così dire “asserviti”, ne sono cioè una parte, e pertanto lo stesso sistema ne può determinare la funzione e lo scopo nell'ambito complessivo: è il cosiddetto “principio di asservimento” proposto dal fisico tedesco Hermann Haken.

L'autorganizzazione è invece un fenomeno ancora assai sconosciuto; si presuppone legato al momento in cui il livello organizzativo a cui appartiene il sistema sia soggetto a nuovi input e si determini un nuovo livello di conoscenza (C.S.Bertuglia e L.Staricco, Complessità, autoorganizzazione, città, 2000).

Questo nuovo livello, grazie ai nuovi elementi di conoscenza acquisiti, permette così al sistema di superare le soglia critica che si era venuta a creare al proprio interno.

L'eco-field è quindi un meccanismo di regolazione e di adattamento che trae spunto dall' “esperienza pregressa”; maggiore è l'evoluzione di una specie e più concreta ed efficace sarà la risposta al modificarsi del mondo reale.

Ogni elemento del mondo esterno determinerà uno specifico eco-field in cui quest'ultimo, funzionando da trasduttore, farà affluire tutte le informazioni percepite e rimodulate secondo l'esperienza e il contesto di chi le percepisce, all'interno del rispettivo habitat.

La nicchia ecologica della forma animale o vegetale che percepisce l'eco-field sarà l'applicazione sul campo delle informazioni trasformate e applicate al quotidiano per il mantenimento della specie.

Come abbiamo visto l'informazione e il susseguirsi di concetti correlati entra a pieno titolo nei sistemi ecologici complessi, così come gli stessi sistemi sono l'elemento cardine della sostenibilità ambientale .

Nel momento in cui nel 1992 nasce il movimento Agenda 21, nel corso della Conferenza delle Nazioni Unite sui temi ambientali tenutasi a Rio de Janeiro, il progetto concretizzato in una dichiarazione di intenti e di un programma di azione, invitava i vari governi ad avviare processi di sviluppo sostenibile da un punto di vista ambientale.

Il documento prendeva in esame l'azione sulle quattro principali aree tematiche che agiscono sull'ambiente: quella dello sviluppo sostenibile nei paesi del terzo mondo tramite il ruolo della cooperazione internazionale, quella della conservazione della biodiversità e dell'attenzione alle emergenze ambientali (deforestazione, desertificazione, salvaguardia dell'atmosfera), quella dell'importanza dei soggetti considerati deboli (comunità locali, ONG, associazioni femminili) nella gestione ecocompatibile dello sviluppo , quella infine delle risorse finanziarie, della ricerca, informazione e divulgazione dei problemi ambientali.

Il progetto di Agenda 21 prevedeva l'applicazione di un piano di azione ambientale che richiedeva a tutti i soggetti attivi sul territorio, istituzioni, imprese, mondo scientifico, associazioni, di interagire per attivare e rendere efficace un'azione di governo per una applicazione del concetto di sostenibilità ambientale .

Appare evidente che le aree tematiche di interesse che hanno dato vita al movimento dei rispettivi governi aderenti, influiscono sull'intero sistema ecologico. In questo ambito l'informazione, la conoscenza, l'identità dei luoghi, la memoria storica degli stessi e delle popolazioni, la percezione e la cognizione di ciò che ci circonda, di come si modifica e di come si altera, sono parametri fondamentali che applicati a un sistema complesso strutturato a rete di processo ne determinano reazioni che apparentemente possono essere prevedibili ma che, in realtà, per la conformazione e il funzionamento dei sistemi complessi non solo è imprevedibile il tipo di reazione ma anche il momento in cui avverrà l'effetto dell'intervento applicato.

Infatti, i sistemi complessi naturali, come peraltro quelli sociali, possono modificare il proprio stato o attraverso modifiche progressive a seguito di formazione o di autorganizzazione al proprio interno oppure attraverso cambiamenti improvvisi che comunque conducono il “sistema” in uno stato di auto-equilibrio.

In ogni caso le azioni da applicarsi in ordine alla sostenibilità ambientale devono essere misurate sulla base di specifici “indicatori biologici” e di “contabilità ambientale” quali strumenti fondamentali per incidere nel miglioramento dell'ambiente.

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