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Indice

Prefazione                                   7

Dalla biologia alla genetica                 9

Evoluzionismo e teleologia                  26

Le frontiere della biologia umana           62

Sul metodo scientifico: pratica ed errori   74



 

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Selezione naturale, progetto e novità

L'argomento centrale della teoria delle selezione naturale è riassunto da Darwin ne L'origine delle specie con queste parole: "Poiché si producono più individui di quanti ne possono sopravvivere, ci deve essere in ogni caso una lotta per l'esistenza, sia di un individuo con un altro della stessa specie, o con individui di specie distinte, o con le condizioni fisiche di vita... Si può perciò considerare improbabile che, nel corso di migliaia di generazioni, si verifichino delle variazioni utili in qualche modo a ogni essere, nella grande e complessa battaglia per la vita? Se ciò accadesse, è lecito dubitare (ricordando che sono nati più individui di quanti ne possano sopravvivere) che gli individui che hanno qualche vantaggio, comunque lieve, abbiano la stessa probabilità di sopravvivenza e di procreare dei propri simili. D'altra parte, possiamo essere certi che ogni variazione in ultimo grado nociva sarebbe rigidamente distrutta. Questa conservazione della variazione favorevole e il rifiuto delle variazioni nocive la chiamo Selezione Naturale".

Darwin sostiene che le variazioni di adattabilità ("variazioni utili in qualche modo per ogni essere") appaiono occasionalmente e tendono a incrementare le possibilità riproduttive dei loro portatori. Nel corso delle generazioni, le variazioni favorevoli verranno conservate, mentre quelle nocive verranno eliminate. In un punto Darwin aggiunge: "Non vedo limite a questo potere (selezione naturale) nel lento e stupendo adattamento di ogni forma alle più complesse relazioni della vita".

La selezione naturale è stata proposta da Darwin proprio per tenere conto dell'organizzazione adattata o "progetto" degli esseri viventi, ovvero del processo che promuove e mantiene l'adattamento. I cambiamenti evolutivi e le diversificazioni evolutive (la moltiplicazione delle specie) non sono direttamente promossi dalla selezione naturale, (da qui la cosiddetta "stasi evolutiva" della teoria dell'equilibrio punteggiato), ma spesso la assecondano, in quanto sottoprodotti dell'incoraggiante adattamento della selezione naturale.

Darwin intese la selezione naturale innanzitutto come sopravvivenza differenziale. Difatti essa implica che alcuni geni o combinazioni genetiche siano trasmessi alle generazioni successive in media più frequentemente dei loro alterni. Queste unità genetiche diverranno più comuni a ogni generazione, mentre i loro alterni saranno sempre meno comuni. La selezione naturale, quindi, è un pregiudizio statistico nel tasso relativo di riproduzione delle unità genetiche alternative. È stata paragonata a un setaccio, che trattiene i geni utili, più rari, e manda via i geni più frequenti e dannosi. Essa dunque agisce in questo modo, ma è molto di più di un processo puramente negativo, perché è in grado di generare novità incrementando la probabilità, altrimenti estremamente bassa, di combinazioni genetiche.

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La selezione naturale tiene conto del "progetto" degli organismi, perché le variazioni adattative tendono ad aumentare la probabilità di sopravvivenza e di riproduzione dei loro portatori, a spese delle variazioni meno adattative.

Il caso è, tuttavia, parte integrante del processo evolutivo. Le mutazioni che producono la disponibilità di variazioni ereditarie, per la selezione naturale, emergono infatti in modo casuale, indipendentemente se siano dannose o benefiche per i loro portatori. Ma questo processo casuale (come pure altri che vengono a recitare nel grande teatro della vita) è neutralizzato dalla selezione naturale, che preserva ciò che è utile ed elimina il dannoso. Senza mutazione, l'evoluzione non potrebbe accadere, perché non ci sarebbero variazioni da trasportare differenzialmente da una generazione all'altra. Ma senza la selezione naturale, il processo di mutazione potrebbe produrre disorganizzazione ed estinzione, perché la maggior parte delle mutazioni sono svantaggiose. Mutazione e selezione hanno congiuntamente guidato il meraviglioso processo che, iniziando dagli organismi microscopici, ha prodotto orchidee, uccelli ed esseri umani.

La teoria dell'evoluzione manifesta caso e necessità congiuntamente implicate nella materia della vita; la casualità e il determinismo intrecciati in un processo naturale che ha elaborato le più complesse, diverse e belle entità dell'universo. Questa è la scoperta fondamentale di Darwin, ossia che c'è un processo creativo, sebbene non cosciente. E questa è la rivoluzione concettuale che Darwin completò: che tutto in natura, incluse le origini degli organismi viventi, può essere considerato come il risultato di processi naturali governati da leggi naturali.

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La selezione naturale produce combinazioni di geni altamente improbabili, perché procede attraverso più stadi. L'occhio del vertebrato non apparve subito in tutta la sua attuale perfezione. La sua formazione ha richiesto l'appropriata integrazione di molte unità genetiche. Gli antenati degli odierni vertebrati hanno avuto, per più di mezzo miliardo di anni, un organo sensibile alla luce. Poiché la percezione della luce, e la successiva visione, erano importanti per la sopravvivenza e il successo riproduttivo di questi organismi, la selezione naturale favoriva i geni e le combinazioni di geni che incrementavano l'efficienza funzionale dell'occhio. Queste unità genetiche si sono accumulate gradualmente, conducendo in ultimo all'occhio, altamente complesso ed efficiente, dei vertebrati. Pertanto la selezione naturale può giustificare l'insorgere e la diffusione di costituzioni genetiche, e perciò di tipi di organismi, che non sarebbero mai esistiti sotto l'azione incontrollata di mutazioni casuali. In questo senso, la selezione naturale è un processo creativo, sebbene non crei materie prime, ovvero i geni sui quali agisce.

Rispetto a un pittore, che in genere ha in mente ciò che vuole dipingere e quindi modifica coscientemente il dipinto in modo da rappresentare ciò che vuole, la selezione naturale non ha previsioni, né agisce in base a un piano precongegnato. Piuttosto è un processo puramente naturale, nato dalle proprietà interattive di entità psico-chimiche e biologiche. La selezione naturale è semplicemente la conseguenza della moltiplicazione differenziale degli esseri umani. Ha un'apparente tenacia perché è condizionata dall'ambiente: si riproducono in modo più efficace quegli organismi che possiedono variazioni utili per l'ambiente nel quale vivono. Ma la selezione naturale non anticipa l'ambiente del futuro: drastici cambiamenti ambientali possono essere insuperabili, anche per organismi che precedentemente proliferavano.

Le scimmie che battono a macchina sono una cattiva analogia per l'evoluzione tramite selezione naturale, perché si parte dall'assunto che c'è "qualcuno" che seleziona le combinazioni di lettere e parole che hanno un senso. Nell'evoluzione non c'è nessuno che seleziona le combinazioni adattative. Esse si selezionano da sole, perché si moltiplicano più efficacemente di quelle non adattative. La selezione naturale non lotta per produrre tipi predeterminati di organismi, ma solo organismi che sono "adattati" al loro ambiente. Quali caratteristiche saranno selezionate dipende da quali variazioni saranno presenti in un dato tempo e in un dato luogo. Ciò dipende a turno dal processo casuale di mutazione, come pure dalla precedente storia degli organismi (ossia dalla costituzione genetica che hanno come conseguenza della loro precedente evoluzione).

La selezione naturale è un processo "opportunistico": le variabili che determinano in quale direzione andrà sono l'ambiente, la costituzione preesistente degli organismi e le mutazioni che emergono casualmente.

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Dal grembo materno alla famiglia, alla scuola e attraverso l'intera vita di un individuo, tutto ha un impatto su ciò che l'individuo è e diventa. Se uno volesse clonare Francisco Ayala, il clone avrebbe solo i miei geni: questo è tutto, ma non sarà me. Quell'individuo sarà molto simile a me in alcune cose, come il colore degli occhi, il gruppo sanguigno e altre caratteristiche fisiche costanti, ma per tutto ciò che più conta nella vita umana, come la personalità, il carattere, il temperamento e le preferenze, il clone sarà completamente diverso da me, perché le sue esperienze familiari, scolastiche, sociali, matrimoniali, etc. sarebbero diverse dalle mie.

Personaggi come Einstein o Lincoln non potrebbero essere ricreati, perché in un ambiente diverso il loro genoma produrrebbe individui molto diversi, magari grandi dittatori o criminali. Persino Hitler in un ambiente differente avrebbe potuto diventare un grande benefattore dell'umanità! L'idea che ci si possa perpetuare è costruita su un errore, ovvero la supposizione che i geni determinino ciò che l'individuo diventa. È difficile immaginare una funzione utile della clonazione, a tal riguardo, se non per incrementare vanamente il proprio ego.

Comunque, tutto questo è molto lontano dalle tecniche e dall'uso (diciamo così) di cellule staminali, donate al solo scopo di poterle studiare. Si tratta di una clonazione terapeutica, sebbene il nome sia ugualmente inappropriato, perché non si tratta della clonazione di individui. La ricerca sulla clonazione delle cellule staminali si concentra su un altro genere di domande: che cosa fa trasformare ogni singola cellula di un animale in altri tipi di cellule, ad esempio quelle che andranno a formare reni, il sangue, il cuore...? Più precisamente: che cosa fa trasformare una cellula (non differenziata) staminale in una cellula nervosa o in una cellula renale? Perché alcune cellule, come quelle nervose, non sono in grado di riprodursi, mentre quelle del derma possono farlo?

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Personalmente credo che il creazionismo non solo è una scienza dannosa, ma è una religione dannosa, perché pretendere che il libro della Genesi sia un libro di scienze è un vero insulto alla religione stessa. Molte persone di buona volontà sono state ingannate dalla propaganda anti-scientifica, secondo cui la scienza sarebbe contro la religione.

Il Centro di teologia e di scienze naturali di Berkeley, in California, sta cercando di fare informazione costruttiva, pubblicando una rivista intitolata "Teologia e Scienza". Vi ho partecipato anch'io, con un articolo sul "progetto intelligente". Si tratta di una teoria che suggerisce la presenza di un "progetto intelligente" alla base della formazione degli organismi viventi e della loro complessità. Nel mio articolo rifiuto l'idea che questi organismi possano essere stati "pensati" da un'entità estranea all'evoluzione (si tratterebbe di una vecchia idea articolata, nel 1802, da un teologo inglese — William Paley — nel suo libro Natural Theology). L'opera più famosa di Darwin (L'origine delle specie) fu in gran parte una risposta alla teoria di William Paley, che Darwin stesso aveva studiato quand'era studente a Cambridge. L'asserzione secondo cui gli organismi sono stati progettati da Dio è blasfema.

Il "progetto" degli organismi non è affatto intelligente; al contrario, è del tutto incompatibile con il progetto che dovremmo aspettarci da un inventore intelligente (incluso un ingegnere umano). L'evoluzione è talmente piena di disfunzioni, sprechi e crudeltà, che sarebbe sacrilego attribuirla a un essere dotato di intelligenza superiore, saggezza e benevolenza.

Userò il facile esempio della mascella umana, che è troppo piccola per farci entrare tutti i nostri denti: ecco perché siamo costretti a togliere il dente del giudizio! Questo non è ciò che ci si aspetta da un Dio onnisciente, bensì è il risultato di un'evoluzione iniziata due milioni di anni fa, quando il cervello umano cominciò a crescere. Poiché la testa non poteva ingrandirsi, a causa delle limitazioni imposte dal canale del parto di una donna, lo spazio cranico cambiò mediante riduzione della mascella. Dunque, l'evoluzione ci offre una spiegazione a questo progetto disfunzionale.

Un altro facile esempio, per gli esseri umani, riguarda le gambe e le braccia. Abbiamo le stesse ossa, muscoli e nervi sia nelle gambe che nelle braccia, nonostante le utilizziamo per scopi diversi. Anche in questo caso, c'è una ragione evolutiva: i nostri antenati camminavano usando tutti e quattro gli arti; i superiori si sono evoluti diventando le nostre braccia. L'evoluzione non crea, bensì adatta ciò che già esiste per provvedere a funzioni modificate.

Accettare l'evoluzione non dovrebbe essere un problema per i cattolici. Il Papa Giovanni Paolo II ha affrontato due volte questo argomento, nel 1981 e nel 1996, dicendo che l'evoluzione non è soltanto un'ipotesi, bensì è confermata dalla scienza e accettandola non si contraddicono gli insegnamenti della Bibbia e della Chiesa. Le dichiarazioni del Papa implicano che è un errore confondere la Bibbia con un libro di testo elementare di astronomia, geologia o biologia.

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Un evoluzionista trova molte ragioni di umiltà, nel suo lavoro. La vita sulla terra si è originata più di tre miliardi e mezzo di anni fa, poco dopo che il nostro pianeta aveva iniziato a raffreddarsi. Oggi, vivono sulla terra tra i 10 e i 30 milioni di specie; e i biologi ne hanno studiate finora un milione e mezzo. La nostra specie, l' Homo sapiens, rappresenta, perciò, meno di un diecimilionesimo della diversità del pianeta.

La maggior parte delle specie che vivevano nel passato — più del 99% — si è estinta senza motivo. Gli umani, quindi, ammontano a meno di un miliardesimo della biodiversità prodotta sulla terra dall'evoluzione.

Nell'universo ci sono circa cento miliardi di galassie, ciascuna con almeno cento miliardi di stelle. Il nostro sole, in realtà, non è altro che una delle dieci mila di milioni di milioni di milioni di stelle dell'universo. La terra non è che una piccola briciola e gli esseri umani sono a loro volta una piccola briciola sulla terra.

Il moderno Homo sapiens iniziò ad esistere in Africa circa 100-150.000 anni fa. Il che rappresenta meno di un ventimillesimo del tempo da cui è iniziata la vita sulla terra. Se trasformiamo la durata della vita sulla terra nell'ordine di un anno, possiamo dire che la vita è nata il 1° gennaio, mentre gli esseri umani appaiono il 31 dicembre, alle 23:45. Stando a questa scala, abbiamo appena quindici minuti di vita alle spalle.

Non siamo che un "ramoscello", come affermava Pascal, che nei suoi Pensée scriveva: "Che cos'è l'uomo nella natura? Niente in relazione all'infinito, tutto in relazione al nulla, una metà tra il niente e il tutto".

Siamo dunque una metà, piuttosto che quasi niente, poiché un essere umano, sebbene il più debole ramoscello in natura, è un "ramoscello" pensante.

La scienza, in senso moderno, ha cominciato ad esistere, nel XVI secolo. Sempre stando alla scala del tempo di un anno, è nata giusto tre secondi fa. Il 90% dei suoi progressi è avvenuto nell'ultimo secondo e mezzo.

Si può essere fiduciosi sulle potenzialità della conoscenza umana, che derivano dagli attributi che ci distinguono: il famoso "ramoscello pensante" di Pascal, anch'esso frutto del processo evolutivo. Fermiamoci allora per cercare di capire cos'è che rende il ramoscello un ramoscello pensante.

L'umanità è una specie biologica che si è evoluta da altre specie non umane. Allo scopo di capire la natura umana, dobbiamo conoscere prima il nostro "make up" biologico, da dove veniamo e la storia del nostro umile inizio.

I nostri più vicini parenti biologici sono le grandi scimmie e, tra loro, gli scimpanzé, che sono più legati a noi che non ai gorilla. La stirpe ominide si è allontanata da quella degli scimpanzé cinque-sette milioni di anni fa e si è evoluta esclusivamente nel continente africano, fino alla comparsa dell' Homo erectus, un po' prima di 1,8 milioni di anni fa.

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Nel genere umano ci sono due tipi di eredità: i sistemi di eredità biologica e quelli di eredità culturale; altrimenti chiamate eredità organica e superorganica o endosomatica ed esosomatica.

L'eredità biologica degli esseri umani è molto simile a quella di altri organismi sessualmente riproduttivi, come sopra menzionato. L'eredità culturale, d'altra parte, è basata sulla trasmissione delle informazioni attraverso un processo d'insegnamento-apprendimento, che è in principio indipendente dalla parentela biologica.

La cultura è trasmessa attraverso l'istruzione e l'apprendimento tramite esempi e imitazioni. L'eredità culturale rende possibile alle persone ciò che nessun altro organismo può compiere: la trasmissione cumulativa dell'esperienza di generazione in generazione. Gli animali possono imparare dall'esperienza, ma non trasmettono le proprie esperienze, le loro scoperte (almeno non in larga parte) alle generazioni successive. Gli animali hanno una memoria individuale, ma non hanno una "memoria sociale" (un'espressione coniata dal filosofo spagnolo Josè Ortega y Gasset). Gli esseri umani, invece, hanno sviluppato una cultura perché possono trasmettere in maniera cumulativa le loro esperienze, di generazione in generazione.

L'eredità culturale rende possibile l'evoluzione culturale, cioè, l'evoluzione della conoscenza, delle strutture sociali ed etiche e di tutti gli altri aspetti che compongono la cultura umana. L'eredità culturale rende possibile un modo di adattamento all'ambiente che non è disponibile agli organismi non umani: l'adattamento attraverso mezzi culturali. Negli esseri umani il modo culturale di adattamento prevale su quello biologico, perché è il modo più rapido e perché può essere diretto. Una nuova scoperta scientifica o un progresso tecnologico possono essere trasmessi all'intera umanità, almeno potenzialmente, in meno di una generazione. Inoltre, non appena ne sorge il bisogno, la cultura può direttamente perseguire i cambiamenti appropriati per raggiungere l'obiettivo preposto. Al contrario, l'adattamento biologico dipende dalla disponibilità accidentale di una mutazione favorevole o di una combinazione di diverse mutazioni, nel momento e nel luogo in cui se n'è presentato il bisogno. L'espansione di una mutazione favorevole all'intera specie richiede centinaia di generazioni.

Tuttavia, i geni possono dirci molto poco riguardo alla letteratura, all'arte, alla scienza, alla tecnologia, all'etica e alle istituzioni politiche. Non è molto quello che i geni ci dicono circa il nostro carattere. È quindi ingenuamente arrogante promettere che la conoscenza della sequenza delle lettere del DNA di un individuo ne comporterà la conoscenza totale.

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Pochi scienziati del XIX secolo eguagliarono la chiara metodologia scientifica che Mendel stava seguendo. Nei paesi di lingua inglese, ad esempio, gli scienziati avanzavano ipotesi e le riprovavano, ma spesso affermavano nei loro scritti di seguire l'ortodossia dell'induttivismo, proclamata dai filosofi come il metodo della buona scienza. Charles Robert Darwin è il più noto esempio di questa discrepanza.

Nella sua Autobiografia, Darwin dice di aver proceduto "secondo i sani principi baconiani e senza nessuna teoria, a partire da dati collezionati su larga scala". Il paragrafo di apertura de L'origine delle specie riporta la stessa impressione: "Quando ero imbarcato sul Beagle, come naturalista, venni molto colpito da alcune evidenze nella distribuzione delle popolazioni del Sud America e nelle connessioni su base geologica tra gli attuali abitanti di quel continente e quelli del passato. Mi sembrò che questi fatti gettassero luce sull'origine delle specie, il mistero dei misteri, come venne definito da uno dei nostri grandi filosofi. Tornando indietro, nel 1837, mi parve, che qualcosa poteva forse essere fatta su tale questione, collezionando pazientemente e riflettendo su ogni sorta di evidenze che potevano in qualche modo sostenerla. Dopo cinque anni di lavoro mi permisi di speculare su questo tema e buttai giù alcuni brevi appunti; nel 1844 li ampliai in una bozza di conclusioni, che mi sembrarono alla fine attendibili: da quel periodo fino ad ora ho ragionato costantemente sulla stessa questione".

Darwin afferma anche in altri scritti di aver seguito i canoni induttivisti. Tuttavia, i fatti sono molto diversi da queste affermazioni. Gli appunti di Darwin e la corrispondenza privata mostrano che egli prese in considerazione l'ipotesi della trasformazione evoluzionistica delle specie appena dopo il viaggio del Beagle e che l'ipotesi della selezione naturale gli venne in mente nel 1838 (molti anni prima di affermare di essersi permesso di "ragionare sulla questione"). Tra il ritorno del Beagle il 2 ottobre 1836 e la pubblicazione de L'origine delle specie nel 1859 (e in verità fino alla fine della sua vita), Darwin inseguì senza sosta la prova sperimentale, per avvalorare l'origine evoluzionistica degli organismi e provare la sua teoria della selezione naturale.

Perché questa disparità tra quello che Darwin faceva e quello che affermava? Ci sono almeno due ragioni. Primo, per il modo di pensare di quei tempi, "ipotesi" era un termine che veniva spesso riservato a speculazioni metafisiche senza sostanza empirica. Questa è anche la ragione per la quale Newton, il più grande teorico tra gli scienziati, affermò hypotheses non fingo ("non fabbrico ipotesi"). Darwin espresse ripugnanza e disprezzo per le speculazioni metafisiche senza sostanza empirica. Scrisse di Herbert Spencer: "Il suo modo di trattare ogni tema è completamente l'opposto del mio inquadramento mentale. Le sue conclusioni non mi convincono mai... le sue generalizzazioni fondamentali (che, da alcuni, sono state paragonate per importanza alle leggi di Newton) che, oso dire, possono essere molto apprezzabili da un punto di vista filosofico, sono di tale natura che non mi sembra siano per uso strettamente scientifico. Appartengono più alla natura delle definizioni che alle leggi della natura. Non mi aiutano a prevedere cosa succederà in un particolare caso".

C'è un'altra ragione, una ragione tattica, per cui Darwin affermò di procedere secondo canoni induttivi: non voleva essere accusato di pregiudizio soggettivo nella valutazione della prova empirica. La vera opinione di Darwin è manifestata in una lettera a un giovane scienziato, scritta nel 1863: "Ti suggerirei il vantaggio, al momento, di essere moderato nell'introdurre teorie nei tuoi fogli (ho sbagliato molto in passato nella Geologia facendo in quel modo); lascia che la teoria guidi le tue osservazioni, ma aspetta a pubblicare teorie, fino a che la tua reputazione non sarà ben affermata. Rendono le persone dubbiose sulle tue osservazioni. Al giorno d'oggi anche gli scienziati, giovani o no, spesso riportano i propri lavori in modo tale da far emergere la loro ipotesi come una riflessione a posteriori, conclusioni derivate con la prova alla mano, piuttosto che come preconcetti testati con osservazioni empiriche".

Darwin rifiutava l'affermazione induttivista secondo cui le osservazioni non dovevano essere guidate dalle ipotesi. L'affermazione citata in precedenza — "un uomo può andare in una cava e contare i ciottoli e descriverne i colori" - è seguita da questa efficace osservazione: "È proprio strano che non ci si debba accorgere che ogni osservazione deve essere pro o contro alcuni punti di vista, se questo ritorna di qualche utilità!"

Egli ammise il ruolo euristico delle ipotesi: avanzò ipotesi in molti altri campi, inclusa la geologia, la morfologia e la fisiologia delle piante, la psicologia e l'evoluzione e sottopose le sue ipotesi a test empirici. "La linea guida che ho seguito spesso per la mia teoria è di stabilire un punto, considerandolo come probabilità, attraverso l'induzione, e di applicarlo come se fosse un'ipotesi per altre parti, in questo modo posso vedere se riesce a risolverle". Popper non ha reso chiaro solamente che la falsificabilità è il criterio di demarcazione delle scienze empiriche da altre forme di conoscenza, ma anche che la falsificazione di ipotesi, che sono apparentemente vere, contribuisce al progredire della scienza. Darwin ebbe la stessa intuizione: "Fatti mendaci sono gravemente ingiuriosi per il progresso della scienza, poiché spesso persistono a lungo; ma false opinioni, se supportate da qualche prova, recano poco danno, poiché ognuno sente un piacere salutare nel provare la loro falsità; quando questo accade, la strada che porta all'errore viene chiusa e spesso, allo stesso tempo, quella che porta alla verità viene aperta".

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