Darwin’s Dangerous Idea
Le Teorie Evoluzionistiche
Why Evolution?
• Evolution gives an
explanation as to how
we (humans and other
organisms) are here on
Earth
Why Evolution?
• However, “in principle, the factual state of the
universe, whatever it may be, cannot teach us how
we should live or what our lives should mean.” Stephen Gould, Harvard University
È stimato che oggi sulla terra sono presenti
da 10*106 a 100*106 specie viventi
Le teorie evolutive prima di Darwin
•Le specie viventi si trasformano nel tempo
– Nel 1700 lo studio dei fossili dimostrava l’esistenza di antichi
organismi talvolta molto diversi da quelli attuali, suggerendo che
le specie viventi si trasformano nel tempo.
•
– Il naturalista Georges-Louis Buffon
(1707-1788) avanzò l’ipotesi che i
viventi si fossero originati da un
esiguo numero di antichissimi
antenati.
Le teorie evolutive prima di Darwin
•Il naturalista inglese Erasmus
Darwin (1731-1802), nonno di Charles
Darwin, era tra coloro che
sostenevano che le specie viventi si
trasformano nel tempo e che tali
cambiamenti, testimoniati dai fossili,
sono il risultato dell’interazione
delle popolazioni con l’ambiente.
L’evoluzionismo secondo Lamarck
– Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) formulò una
teoria sull’evoluzione coerente e sistematica,
secondo la quale le specie si evolvono tramite
l’interazione con l’ambiente.
L’evoluzionismo secondo Lamarck
• TRASFORMAZIONE DELLE SPECIE
– I viventi sono caratterizzati da un’intrinseca
capacità di trasformarsi, modificando gli organi
destinati a far fronte ai bisogni fondamentali della
vita
• INFLUENZE DELL’AMBIENTE
– I fattori ambientali interagiscono con tale capacità
di trasformarsi:
• a) lente modificazioni ambientale creano nuovi
bisogni;
• b) gli organi si trasformano gradualmente adattandosi
all’ambiente stesso
I caratteri acquisiti
– Il punto debole della teoria
risiedeva nella convinzione che
le caratteristiche acquisite in
tal modo fossero trasmissibili
alla progenie.
Cuvier e le teorie del catastrofismo
•Georges Cuvier (1760-1832), fondatore della degli
studi di paleontologia dei vertebrati, spiegava la
scomparsa di specie presenti un tempo sulla Terra
attraverso la teoria del catastrofismo.
Le basi del pensiero evoluzionistico di Darwin
• Gli studi del geologo scozzese Charles Lyell (1797-1875)
fornirono le basi per il pensiero evoluzionistico; infatti, Lyell nel
suo Principles of Geology
– si oppose alla teoria del catastrofismo;
– affermò che i lenti e costanti cambiamenti nella storia della
Terra sono causati da forze naturali che operano in tempi molto
lunghi.
• Principio dell’Attualismo
Charles Darwin
• Nel suo viaggio intorno al
mondo Darwin gettò le basi
della sua teoria
dell’evoluzione
• Charles Darwin nacque nel 1809 in Inghilterra; iniziò gli
studi di medicina e poi di teologia, ma la sua vera passione
erano le scienze naturali.
Il viaggio con il Beagle
• Durante il suo viaggio durato cinque anni (1831-1836) sul
brigantino inglese Beagle, Darwin osservò le somiglianze
tra organismi viventi e fossili e la diversità della vita sulle
isole Galápagos.
Dalla pratica alla teoria
– Le osservazioni che Darwin fece durante il suo viaggio sul Beagle
lo aiutarono a elaborare la sua teoria sull’evoluzione.
– Quando fece ritorno in Gran Bretagna, scrisse un saggio in cui
descriveva i principi della sua teoria dell’evoluzione, parlando di
discendenza con modificazioni.
– Darwin si rese conto dell’unità tra le specie, secondo cui tutti i
viventi sono correlati tra loro attraverso un comune progenitore
di qualche specie sconosciuta, vissuto in epoca remota.
A.R.WALLACE
• Lavora nell’arcipelago malese
• Giunge indipendentemente e contemporaneamente
alle stesse conclusioni di Darwin riguardo
all’evoluzione per selezione naturale
• Scrive a Darwin comunicandogli le sue osservazioni
ed ipotesi
• Darwin decide di pubblicare i dati di Wallace assieme
ai suoi
Un’opera fondamentale
– Prevedendo le polemiche che le sue idee avrebbero potuto
suscitare, Darwin preferì ritardare la pubblicazione del suo libro.
– Alfred Wallace, un altro naturalista inglese, concepì una teoria
identica a quella di Darwin, che venne presentata nel 1858,
citando il precedente saggio di Darwin.
– Darwin nel 1859 pubblicò il volume Sull’origine delle specie
mediante selezione naturale, che divenne un caposaldo delle
scienze naturali.
L’EVOLUZIONE avviene in due fasi:
– Insorgenza della variabilità
– Selezione da parte dell’ambiente dei fenotipi
migliori
Insorgenza della variabilità
•Secondo Darwin la selezione naturale è alla base dei
meccanismi dell’evoluzione
•Darwin osservò che gli organismi di tutte le specie:
– hanno la tendenza a produrre prole in eccesso, con un numero
di individui superiore a quello che l’ambiente può sostenere
(superfecondità);
– La prole è variabile nelle sue caratteristiche individuali;
– Almeno qualcuna di tali variazioni può essere ereditata
(trasmessa da una generazione a quella successiva).
La selezione naturale
Darwin osservò che la sopravvivenza dipende almeno in parte dalle
caratteristiche ereditate dai genitori.
– All’interno di una popolazione diversificata, gli individui dotati di
tratti ereditari che permettono di adattarsi meglio all’ambiente,
hanno maggiore probabilità di sopravvivere e riprodursi.
– Secondo Darwin, in seguito alla selezione naturale le
caratteristiche vantaggiose saranno rappresentate sempre più
frequentemente nelle generazioni successive, mentre quelle
sfavorevoli lo saranno sempre meno.
Selezione dei fenotipi migliori
“...Gli organismi, uomo compreso, vivono in un
ambiente piuttosto ostile: quelli più adatti, rispetto a
date condizioni (...)
hanno maggiori probabilità di sopravvivere, di
riprodursi e di trasmettere ai discendenti quei
caratteri che li rendono più idonei. Così la specie si
modifica nel corso delle generazioni e va adattandosi a
condizioni nuove che insorgono...”
La selezione artificiale
Darwin trovò prove convincenti a sostegno delle sue teorie
osservando i risultati della selezione artificiale, cioè la coltivazione
e l’allevamento selettivi di piante e animali.
Incroci condotti dall’uomo
per migliaia di anni
(selezione artificiale)
Cane ancestrale (simile al lupo)
Evoluzione, processo inevitabile
• In sostanza, i membri delle generazioni successive si
saranno in qualche modo evoluti rispetto alla
generazione precedente, e saranno meglio adattati
all’ambiente in cui la selezione è avvenuta. Come
verificato da Darwin, questo è un inevitabile processo
che semplicemente deve accadere, se si verificano certe
condizioni.
• Si tratta dell’“algoritmo evolutivo”: se esistono
variazione, eredità e selezione, si dovrà poi ottenere
evoluzione.
FAUTORI DEL CASO
• Secondo Stephen Gould, l’evoluzione è così
caotica che quasi tutti i suoi frutti sono
condizionati dal caso.
Ne risulta che il processo evolutivo è completamente passivo e privo di qualunque
forma di finalismo, cioè dell’intenzione conscia di conseguire determinati obiettivi.
I fattori che condizionano e determinano il processo selettivo sono:
•
il potenziale riproduttivo della specie,
•
la sua variabilità biologica,
•
le mutazioni genetiche
•
la variabilità ambientale
The Selfish Gene (1976) Il Gene Egoista
Richard Dawkins
I veri protagonisti dell’evoluzione sono i geni,
replicatori “egoisti”.
Dawkins fa un'ulteriore passo avanti e considera i geni
stessi come il centro focale della selezione naturale.
I corpi diventano mere "macchine di sopravvivenza",
residenze temporanee per geni impegnati in una lotta
più che metaforica per produrre altre copie di se stessi
in future generazioni.
Gli attuali esseri viventi? Sono macchine da sopravvivenza, progettate da
colonie di geni. E i geni ricordano i rematori di una barca in gara con altre
imbarcazioni. Quando poi la barca affonda, loro si sono già allontanati, per
andare a remare su altre barche. In altre parole: i corpi muoiono, ma i geni
sopravvivono con la riproduzione e vanno a progettare nuovi corpi. E proprio
questa "smania d’immortalità" dei geni a far mutare le specie.
The Selfish Gene (1976) Il Gene Egoista
I geni, ad ogni generazione, passano il
setaccio della selezione naturale. E nel corso
dei millenni ne sopravvive solo un élite: un
fiume della vita che, mutando in modo nonguidato (random), viene risparmiato perché più
adatto in senso evoluzionistico-darwiniano.
Il flusso è indiretto: nessun elemento “esistenziale” entra in gioco nel
processo di copiatura e replicazione di generazione in generazione.
Solo le variazioni non-guidate consentono la lotteria genetica di chi
sopravvive perché trovato dalla selezione “più adatto” al contesto
ambientale in senso lato.
TEORIA DEI REPLICATORI “EGOISTI”
•Un replicatore è qualsiasi cosa di cui vengano prodotte delle
copie.
•I geni (DNA) sono replicatori biologici.
•La vita si evolve darwinianamente attraverso la
• “sopravvivenza differenziale
• di entità che si replicano”
CO-EVOLUZIONE: GENI + CULTURA
• Il rapporto geni-ambiente è importante, ma la
cultura ha altrettanto peso. A sostenerlo sono i
coevoluzionisti, che fanno notare come anche molte
specie
animali
sappiano
tramandare
per
apprendimento usi e scoperte di strumenti
rudimentali.
Co-evoluzione
• Co-evoluzione fra:
– Preda e predatore
– Ospite e parassita
– Maschi e femmine
• Fonte di continua innovazione evolutiva
– Il virus dell’influenza
– La resistenza agli antibiotici
– Selezione sessuale
Co-evoluzione estrema: simbiosi
• Una specie diventa essenziale per la vita dell’altra
– Funghi - radici degli alberi
– Piante fiorite - insetti
– Origini degli organismi multi-cellulari U(L. Margulis)
• Incorporazione dei mitocondri e di altri organelle
• Simbiosi come generatore di complessità
Universalità dei rapporti
cooperativi intraspecifici
• Ogni animale sessuato ha rapporti con altri animali della stessa
specie
– Per accopiarsi
– Per escludere i competitori
• Comportamenti cooperativi
– Comportamento da stormo
• Comportamenti altruisti
Definizione di un comportamento altruista
In termini biologici un comportamento altruista è un
comportamento che riduce la probabilità di
riproduzione dell’organismo, aumentando la
probabilità di riproduzione di altri organismi, con le
quali può avere, o non avere, rapporti di parentela
The Future of Evolution …