Problema di ricambio di DNA

Allora..

dopo aver visto Pandorum, mi e' venuto un dubbio in mente..

Cioe' di quante persone avremmo bisogno per popolare un pianeta senza problemi di stagnazione genetica, mutazioni e quant'altro?

facciamo un esempio:

60000 persone, 30000 donne 30000 uomini ( anche se difficile che il rapporto sia sempre bilanciato)

Lasciati allo sbaraglio su di un nuovo pianeta, con tutte le risorse disponibili, tecnologiche ecc..

Non m'interessano i problemi sociali, psicologici..

ma dopo quanto tempo si verificherebbe, sempre se si verificherebbe una stagnazione genetica? Come ovviare al problema?

Oggi siamo 7 miliardi di persone sulla terra, ma come si faceva quando eravamo per secoli e secoli molti di meno?

Possono i figli di 60000 coppie creare altri figli e cosi' via per rinnovare la razza umana?

Insomma e' lo stesso problema che mi veniva in mente con l'arca di noe', la cosa non ha senso a livello scientifico dato che ci sarebbe una degenerazione del sistema immunitario dopo la terza generazione di incesti tra animali.. e morirebbero sicuramente.

Cosa mi potete dire? Qualcuno sa fare calcoli cosi' complessi? Io no di certo..

quello che dici è decisamente sensato MA...
vuoi, avendo la tecnologia per creare mutazioni in grado di adattarsi ad un nuovo pianeta,
non avere anche la tecnologia per tenere sotto controllo le degenerazioni??? :sorr:
ovvimente senza una radicata cultura (conoscenza medica) genetica tutto questo non sarebbe possibile...
(in pratica le degenerazioni genetiche sarebbero curate come un raffreddore, solo preso prima che si formi)

ok allora facciamo finta che siamo in irlanda nel 1400 e sono rimaste solo 30000 donne e 30000 uomini.

Cosa accade nel mondo nel 2010, dopo piu' di 600 anni ?

il probelma non "credo" (non ne sono totalmente sicuro) che si ponga, perchè già dopo 3-4 generazioni si sono create mescolanze di geni diverse (ovviamente sempre a discapito dei recessivi) che non dovrebbero dare problemi... è da li in poi che sono cazzi, perchè il patrimonio genetico si è livellato è col tempo si avrà una totale mancanza dei recessivi...
in somma per taglire corto, prima di arrivare a deformazioni genetiche pericolose bisogna raggiongere un certo grado di "purificazione" o impoverimento genetico... (cosa non facile da raggiungere)

Edit: purtroppo non ti sò fare i calcoli con precisione (perchè ho deciso di abbandonare quella via scientifica)
ma a grandi linee posso esporti il concetto

Infatti parte complementare della mia domanda sta nel:

Qual'e' la soglia, la percentuale, il numero necessario di persone necessario a ripristinare la nostra specie per lungo tempo?

per farti un esempio alla necron XD sotto quale soglia fasiamo?

la soglia? credo che si parli di centinaia di miglioni, ma come ho scritto sopra non mi sento in grado di farti una calcolo accurato... se la cosa ti interessa molto posso documentarmi meglio e risponderti entro la prossima settimana.....

Emperor's Chosen ha scritto:

ok allora facciamo finta che siamo in irlanda nel 1400 e sono rimaste solo 30000 donne e 30000 uomini.

Cosa accade nel mondo nel 2010, dopo piu' di 600 anni ?

non mi pare una proiezione utile.
un conto è pensare a sessantamila "coloni" opportunamente selezionati (a parità di spazio, risulterebbe comunque più funzionale trasportarli formato provetta^^), un altro a xmila sopravvissuti non necessariamente atti a riprodursi.

l'aumento della popolazione è poi proporzionale all'avanzamento tecnologico: qualunque evento lasciasse un pugno di superstiti innescherebbe inevitabilmente un processo inverso.
dunque, il semplice moltiplicarsi (se possibile) non garantirebbe in ogni caso la sopravvivenza.

insomma, non credo la questione sia riducibile in termini mendeliani.

Senza contare che esistono numerosissimi casi di selezione genetica che vanno a influenzare queste cose, una stima in termini assoluti penso sia praticamente impossibile, senza dimenticare che sarebbe poco realistica.
Infatti, pensare a un isola completamente isolata dai fattori che potrebbero influenzare la selezione naturale è una cosa meramente relegabile a un test di laboratorio, all'atto pratico non si può essere isolati dai fattori selettivi.

Ci sono casi di piccole comunità che sono praticamente ( ma non del tutto ) isolate da persone esterne alla comunità, ma dopo secoli si sono osservate solo alte incidenze di particolari malattie, deviazioni totali sono ben lontane ancora!

Se non li ho persi dovrei avere degli appunti di genetica derivanti dal corso di antropologia culturale dove si parlava di evoluzione umana, se ti può interessare vedo di passarteli!

ho letto una storia di Dylan dog che parlava dell'argomento... la mia conoscenza in materia termina qui

talaban ha scritto:

Senza contare che esistono numerosissimi casi di selezione genetica che vanno a influenzare queste cose, una stima in termini assoluti penso sia praticamente impossibile, senza dimenticare che sarebbe poco realistica.
Infatti, pensare a un isola completamente isolata dai fattori che potrebbero influenzare la selezione naturale è una cosa meramente relegabile a un test di laboratorio, all'atto pratico non si può essere isolati dai fattori selettivi.

Ci sono casi di piccole comunità che sono praticamente ( ma non del tutto ) isolate da persone esterne alla comunità, ma dopo secoli si sono osservate solo alte incidenze di particolari malattie, deviazioni totali sono ben lontane ancora!

Se non li ho persi dovrei avere degli appunti di genetica derivanti dal corso di antropologia culturale dove si parlava di evoluzione umana, se ti può interessare vedo di passarteli!

Passa passa, che e' sempre roba buona cio' che leggi te :D

Pero' non mi avete risposto alla domanda T__T ed il dubbio permane.

Capisco che puo' essere molto difficile, inutile ed irreale farsi tali seghe mentali, ma se qualcuno riuscisse anche con meno numeri, es 1000 donne e 1000 uomini, sarebbe gia' interessante..

E' dai tempi di fallout che mi faccio sta domanda XD

[quote="Emperor's Chosen"]

talaban ha scritto:

Capisco che puo' essere molto difficile, inutile ed irreale farsi tali seghe mentali

se vuoi ti tengo compagnia e chiedo quanto dovrebbe essere lunga una capsula in plexiglas (serve un materiale trasparente in modo da poter guardare in giro) affinché, se costruita a punta, sia lunga e appuntita abbastanza da poter essere lanciata con dentro un uomo dall'altezza dalla quale si fanno i lanci coi paracadute senza che vi siano contraccolpi mortali al suo interno se l'atterraggio avvenisse in mare....

Citazione :

Capisco che puo' essere molto difficile, inutile ed irreale farsi tali seghe mentali, ma se qualcuno riuscisse anche con meno numeri, es 1000 donne e 1000 uomini, sarebbe gia' interessante..

E' dai tempi di fallout che mi faccio sta domanda XD

Se mi dai tempo, dopo la sessione di esami te lo risolvo (tra due settimane circa).
E' un problema interessate dal semplice punto di vista matematico, e ci può stare anche il fatto di porselo, checché ne dicano gli altri zendriani adducendo (giustamente, ma fino a un certo punto) altri fattori sociologici.
La popolazione è molto più influenzata dalla matematica di quanto pensiate.

Serve anche fare un paio di assunzioni e definizioni: quanti individui in percentuale si trovano un partner? il 90%
A che limite di incesti vuoi porre come "condannata" la popolazione? 50%?

Cmq è un problema abbastanza tosto, posso magari risolverlo in parte? Il fatto è che io non ho mai fatto manco un'ora di corso di probabilità =), compenserò forse nei prossimi anni

Citazione :

se vuoi ti tengo compagnia e chiedo quanto dovrebbe essere lunga una capsula in plexiglas (serve un materiale trasparente in modo da poter guardare in giro) affinché, se costruita a punta, sia lunga e appuntita abbastanza da poter essere lanciata con dentro un uomo dall'altezza dalla quale si fanno i lanci coi paracadute senza che vi siano contraccolpi mortali al suo interno se l'atterraggio avvenisse in mare....

Questo è molto molto più facile matematicamente parlando. Basta il coefficiente di attrito dinamico (o meglio quello di viscosità) tra capsula e pelle, l'altezza precisa di lancio (anzi nemmeno dato che la velocità in caduta libera va ad un valore limite a causa dell'attrito), e infine il limite di forza che può sostenere un corpo umano (analogo al limite di tensione che può sopportare una corda prima di spezzarsi).
Quest'ultimo varia da individuo a individuo, ma si può fare una casistica e prendere la soglia minima (tipo il 99%) come valore.

Trovassi quella maledetta formula di fluidodinamica sarebbe un gioco facile. Son 3 passaggi di calcolo.

oooh eccolo! Grazie asurian, precisamente quello di cui avevo bisogno ^__^

Fossi un matematico farei da me, ma non so fare 2+2 tra poco XD

Pero' attenzione, non avrei mai posto la domanda se avessimo dovuto tener presente di ogni fattore psicologico, sociale e variabili ambientali.. ci vorrebbero anni di studi su varie casistiche e molto altro, per poter dare risultati accettabili XD

Guarda, il problema è veramente molto bello. Ma sarebbe anche da studio scientifico e pubblicazione, se lo si complica un po' e si mettono delle condizioni a simulare più realmente una popolazione di esseri umani..

Noi teniamolo semplice, fattori sociologici non implementiamoli.
Però qualche condizione va messa: in ciascuna generazione quanti si accoppiano in percentuale, quale è la media di figli, dopo quanti passaggi di incesto ripetuti si ha un difetto genetico grave (facciamo due, è già abbastanza difficile) e quale è la soglia di "condanna" per la popolazione.

Cmq ripeto, se vuoi cerco di risolverlo, ma dopo la sessione di esami. E secondariamente è fuori dal mio campo di specializzazione, che non ha proprio nulla a che vedere con la probabilità, ho giusto qualche infarinatura. Riesco a risolverlo solo in parte probabilmente.
Lo dessi a uno dei miei amici matematici specializzati in probabilità (che è la maggior parte) lo risolverebbe senza troppe difficoltà credo.

Supponiamo che ci siano dei capi di queste 60000 persone. A rigor di logica sapendo che sono gli ultimi supersisti della razza umana, almeno le prime 2 generazioni, dovrebbero come dire..

essere obbligate ad accoppiarsi...

o almeno io farei un tale decreto, non c'e' spazio per la pudicizia o cose di questo tipo quando va di mezzo l'intera sopravvivenza della razza.

facciamo che in principio si sia scelto con cura ogni ceppo razziale umano ( caucasici, asiatici, africani, latinoamericani...)

la prima generazione si accoppia come vuole, con chi vuole..

la seconda invece per differenziare deve sceglierne uno di un'altra razza..

la terza fa quel che vuole e poi.. non saprei XD

cosi' facendo penso che anche con 60000 persone si verrebbe a creare abbastanza diversita' genetica da permettere un buon risultato si?

io, però, mi domando quali siano i presupposti da adottare.
e al pari degli interessati al topic, attendevo l'intervento di asurian.
concordo sull'incidenza della matematica, ma una previsione sarebbe possibile solo a posteriori (in questo caso, a priori, purchè considerando necessariamente una quantità di fattori imprescindibili e casuali).
anzitutto, pensando a uno scenario quanto più realistico possibile, un campione di 30mila coppie tra i 15 e i 40 anni, sane e pronte a riprodursi, mi pare assai fuorviante: di questi sessantamila, quanti sterili, vecchi, portatori di handicap, malati cronici e non, tasso di natalità e mortalità ecc?
e sempre riferendosi a un gruppo di sopravvissuti, come immaginare una leadership che sappia coordinarli e condizionarli? perchè se ipotizzabile che le prime comunità umane procreassero senza la consapevolezza di salvaguardare la specie, è altrettanto improbabile che il primo pensiero delle nostre cavie sia di accoppiarsi per la sopravvivenza della stessa.

insomma, quali parametri assumere e quali escludere?

cappellaio le cose son molto piu' semplici di cosi':

Scenario :

60000 persone tra i 20 ed i 30 anni, con un gruppo ristretto a 100 membri di 50 anni ( la leadership).

Ogni persona e' stata specificamente scelta per questa sorta di arca di noe' nello spazio ed e' conscia del fatto che dovra' procreare una volta giunti sul pianeta, perche' sono dei colonizzatori .. o addetti a questo genere di cose.

Dispongono di ottima saltue psicofisica e se qualcosa e' andato storto durante il viaggio lo e' solo per il 8-10% della popolazione, di cui grave solo il 5%.

Le persone sono di varie estrazioni sociali e razziali come avevo specificato prima, ma tutti consci che se la missione deve andare a buon fine, non devono comportarsi da imbecilli.

Serve altro? E' difficile dare davvero tanti particolari giusti ad una situazione del genere, e' troppo vasta.. forse conviene astrarre non trovi cappellaio? Chiudere un'occhio su qualche problema.. giusto per facilitare il calcolo.

ok, io mi rifacevo a questa tua domanda:

Citazione :

Qual'e' la soglia, la percentuale, il numero necessario di persone necessario a ripristinare la nostra specie per lungo tempo?

dove, comparendo "ripristinare", avevo inteso uno scenario ben diverso da quello più ottimale possibile.
altrimenti, certo, tirando in ballo le probabilità, c'è pure quella del tizio che s'è dimenticato il pieno e la navetta non giunge a destinazione.
la carta in vitro è giocabile, viste "tutte le tecnologie a disposizione", o è tassativo lasciare tutto a madre natura?

volendo una volta ultimato il calcolo semplice, potremmo passare a ben altro come:

- tutte le variabili e relativo conto
- l'eventuale questionario o la metodologia secondo il candidato per l'arca e' stato scelto.
- problemi sociali, psicologici ecc.

Allora, in ordine:

Citazione :

io, però, mi domando quali siano i presupposti da adottare.
e al pari degli interessati al topic, attendevo l'intervento di asurian.
concordo sull'incidenza della matematica, ma una previsione sarebbe possibile solo a posteriori (in questo caso, a priori, purchè considerando necessariamente una quantità di fattori imprescindibili e casuali).
anzitutto, pensando a uno scenario quanto più realistico possibile, un campione di 30mila coppie tra i 15 e i 40 anni, sane e pronte a riprodursi, mi pare assai fuorviante: di questi sessantamila, quanti sterili, vecchi, portatori di handicap, malati cronici e non, tasso di natalità e mortalità ecc?
e sempre riferendosi a un gruppo di sopravvissuti, come immaginare una leadership che sappia coordinarli e condizionarli? perchè se ipotizzabile che le prime comunità umane procreassero senza la consapevolezza di salvaguardare la specie, è altrettanto improbabile che il primo pensiero delle nostre cavie sia di accoppiarsi per la sopravvivenza della stessa.

insomma, quali parametri assumere e quali escludere?

Allora, il problema, per essere risolvibile matematicamente, deve quantificare ogni variabile.
Il numero di elementi fertili e quindi di quelli impossibilitati è possibile tradurlo in percentuale (tratta da statistiche ad esempio, ma pur sempre arbitraria certo).
Quando si parla di probabilità si parla sempre anche di arbitrio, il quale deve necessariamente tener conto della statistica. Ecco spiegato come statistica e probabilità si intersecano nel processo conoscitivo.

Tante delle variabili che esponi possono essere tradotte quantitativamente quindi, altre pure seppur con precisione e verosimiglianza non attendibili, e andrebbero quindi trascurate.

Il problema è già interessante lasciato nella sua forma più semplice. Io direi sarebbe più utile applicarlo a organismi più semplici e meno organizzati in gerarchie. Ma anche per una specie umana, fatte le dovute premesse un po' al limite della fantascienza, il problema può essere posto.

Escluderei magari inizialmente quasi tutti i parametri, andando poi a integrare quelli che possono essere quelli più incidenti. E' per questo che fare ricerca vuol dire fare ricerca a 360 gradi, oltre al tema principale vanno indagati anche gli aspetti che possono modificarlo.

Riguardo all'importanza delle "condizioni a contorno", questo è il termine preciso, vi riporto il discorso che ci ha fatto il nostro insegnate di simulazioni (lo riporto in inglese, dato che la lezione era in questa lingua":

"equations are like girls, they are beautiful and everyone speaks about them. But boundary conditions are like boys, without them no one will speak about girls! For example, the thermodinamic equation to describe this room is only one row, and the boundary conditions are like 40 pages. But we need them, otherwise there is no useful conclusion for the problem."

Spesso insomma le condizioni a contorno sono la maggior parte del problema ^^

Venendo a Emperor, ora non capisco più tanto: desideri sapere dopo quanto la popolazione sarà condannata a causa di difetti genetici oppure dopo quanto si ottiene una differenziazione "sana" per il proseguio della specie?
Nel secondo caso dovresti appunto quantificarmi (cioè dirmi in numeri) cosa intendi per "differenziazione sufficientemente sana per il ripristino".
Io direi che il primo caso è più preciso da indagare.

In ultimo ti propongo questo: io appunto sono molto debole in probabilità, e ti chiedo se ti va bene se risolvo il problema come lo farebbe un fisico. Ovvero posso creare un algoritmo in C++ che simula l'andamento della popolazione nelle varie generazioni. Posso fare 1000 simulazioni diverse per lo stesso problema e poi paragonare i dati ottenuti, ottenendo una casistica e inducendo quindi da questa una probabilità matematica.
In questo modo sono sicuro di riuscire a risolvere il problema, va bene lo stesso?

Non mi impelago in conti matematici che c'è chi è più competente di me.... Quello che però mi viene da considerare è che se le premesse sono:
- X Maschi e X femmine distinti in Y sottogruppi che soddisfino il requisito di poter sopravvivere presentando solo in bassa percentuale difetti genetici in maniera tale che l'umanità possa sopravvivere

L'aspetto psicologico/sociale/antropologico in realtà ha molta importanza.
I) Cosa intendiamo per difetti genetici? Perché alcune cosiddette "sindromi" non necessariamente sono difetti, o a volte questi stessi difetti possono risultare dei vantaggi. (considerazione morale XD )
II) Possiamo avere quante coppie vogliamo, ma se non costruiamo all'inzio delle regole di accoppiamento almeno all'inzio possiamo rischiare rapporti tra consanguinei. La stessa cosa vale per il sistema sociale/politico. Chi ha letto sf anni 60/80 ha idea della possibilità di creare caste che, tenuto presente l'obiettivo possono essere deleterie (pensiamo all'alta percentuale di malattie genetiche conosciute in una casta ristretta come quella dei regnanti).
III) Da un punto di vista psicologico dividere la popolazione procreatrice da quella governante incentiva un sistema di pensiero che porta allo sviluppo di caste. C'è poi il problema del ricambio... Morti i cinquantenni chi governerà poi?

Avendo a disposizione una società da plasmare ci sono elementi da "provare" sicuramente (un sistema a gilde potrebbe essere più rappresentativo ad esempio)

Adbhull per la prima simulazione terrei la regola "ciascun uomo si può accoppiare con una donna con eguale probabilità". Se si devono inserire altri criteri diventa un pandemonio, è già difficile cosi =)

Riguardo al difetto genetico, lo quantifico in: se un figlio è generato da una coppia imparentata la quale discende a sua volta da una coppia imparentata, allora ha un difetto grave. Altrimenti non ce l'ha. Variabile booleana. Inserire gradi di patologia sarebbe più realistico, ma complica il lavoro.
Caspita oh, ma guarda questi, ci sono gli ingenieri che approssimano la forma di un cavallo ad una sfera per semplificare i calcoli e io invece non posso tenermi una popolazione senza influenze sociali!

Asurian ha scritto:

Caspita oh, ma guarda questi, ci sono gli ingenieri che approssimano la forma di un cavallo ad una sfera per semplificare i calcoli e io invece non posso tenermi una popolazione senza influenze sociali!

:harhar:
credo semplicemente perchè la questione è stata posta sotto luci diverse nel corso del topic.
all'inizio, i termini erano sostanzialmente "ridotta a tot individui, l'umanità si estinguerebbe o no?", senza specificare la natura dei termini stessi, per poi arrivare a un'umanità fondamentalmente disumana.
scegliendo una specie diversa, tra quelle effettivamente in via d'estinzione, ad esempio, le obiezioni sarebbero altre.

Asurian ha scritto:

Adbhull per la prima simulazione terrei la regola "ciascun uomo si può accoppiare con una donna con eguale probabilità". Se si devono inserire altri criteri diventa un pandemonio, è già difficile cosi =)

E se aggiungessi la regola che non si può accoppiare con parenti di 2 grado?! Questo eviterebbe direttamente l'aggiunta della regola successiva.

O.o voi siete dei fottuti geni.

E' molto interessante come problema... Seguirò i vostri risvolti non potendo fare di più