L’evoluzione
L’origine della specie
Le teorie evolutive prima di Darwin
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.
Erasmus Darwin
1731-1802
Naturalista inglese, nonno di
Charles Darwin, sosteneva
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.
Jean-Baptiste Lamarck
1744-1829
Lamarck formulò una teoria
sull’evoluzione coerente e
sistematica, secondo la quale le
specie si evolvono tramite
l’interazione con l’ambiente.
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 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
di Darwin. Infatti Lyell nel suo
Principles of Geology si opponeva
alla teoria del catastrofismo
affermando che i lenti e costanti
cambiamenti nella storia della Terra
sono causati da forze naturali che
operano in tempi molto lunghi.
Charles Darwin
Charles Darwin nacque nel 1809
in Inghilterra da una famiglia
agiata. Il nonno materno fu
imprenditore di successo mentre
il paterno, Erasmus, un famoso
naturalista del suo tempo. Iniziò
gli studi di medicina e poi, nel
1827, di teologia, ma la sua vera
passione erano le scienze
naturali.
Il viaggio con il Beagle
La mattinata era fredda, piovigginosa,
si sentiva nell’aria che era dicembre. Il
27 dicembre del 1831, per la
precisione. Il “Beagle”, un piccolo
vascello inglese, partiva dal porto di
Portsmouth per un lungo viaggio di
cinque anni che l’avrebbe portato a
toccare i posti più remoti del globo
terrestre. A bordo c’era un giovane,
Charles Darwin, che grazie a quel
viaggio sarebbe diventato famoso.
Aveva abbandonato gli studi di
medicina e a soli 22 anni si era
imbarcato per dedicarsi alla sua
grande passione, la Natura.
Il viaggio a bordo del brigantino
permise al giovane naturalista di
compiere numerose osservazioni,
di natura sia geologica sia
biologica, sulle isole e sui
continenti incontrati lungo il
percorso. In particolare Darwin
rimase colpito dall'enorme
varietà di forme sia di fossili sia
di organismi viventi presenti
sulla superficie terrestre.
Il viaggio del Beagle
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 e del fatto che tutti i viventi sono correlati tra loro
attraverso un comune progenitore.
Darwin notò, inoltre, analogie tra
alcuni fossili di specie estinte e le
specie viventi, appartenenti a una
stessa area geografica. Durante la
sua permanenza sulle isole
Galápagos, situate al largo della
costa dell'Ecuador, riscontrò
differenze di struttura anatomica e di
abitudini alimentari tra le popolazioni
di animali simili, presenti sulle
diverse isole, quali le testuggini, i
tordi beffeggiatori e i fringuelli.
Entrambe queste osservazioni
condussero Darwin a domandarsi se
potessero esistere legami di qualche
genere tra organismi distinti, ma
simili.
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.
La selezione naturale
La selezione naturale è l’insieme dei fattori che determinano la
sopravvivenza di alcuni organismi rispetto ad altri, all’interno di una data
popolazione. Essa determina l’evoluzione della specie, favorendo gli
organismi dotati dei caratteri più adatti in un determinato ambiente.
Secondo Darwin la selezione naturale è alla base dei meccanismi
dell’evoluzione.
Darwin si rese conto che le caratteristiche ereditate dai genitori influenzano
almeno in parte la sopravvivenza di una specie.
Secondo l’opinione di Darwin, a causa della selezione naturale, le
caratteristiche favorevoli saranno presenti sempre più frequentemente negli
individui, mentre la caratteristiche sfavorevoli saranno sempre meno
evidenti.
Darwin osservò che gli organismi di tutte le specie producono prole in
eccesso rispetto alle risorse dell’ambiente.
Darwin osservò che gli organismi viventi presentano una elevata variabilità
che può essere ereditata.
Secondo Darwin le specie si sono evolute da un
antenato comune, attraverso modificazioni.
La selezione naturale è il meccanismo che ha
portato alla formazione delle diverse specie.
Tipi di selezione
– La selezione stabilizzante
– La selezione direzionale
– La selezione divergente
Selezione stabilizzante:
E’ il processo di selezione naturale associato
ad una popolazione ben adattata al suo
ambiente; la selezione stabilizzante
seleziona contro i fenotipi estremi. Vengono
favoriti gli individui con fenotipo medio .
Selezione direzionale:
Se un ambiente cambia nel tempo, la
selezione direzionale può favorire i fenotipi
ad uno degli estremi; un fenotipo rimpiazza
gradualmente l’altro.
Selezione divergente:
E’ il tipo di selezione in cui si verifica una
tendenza verso direzioni diverse. Ne deriva
una divergenza o un allontanamento di
gruppi distinti di individui all’interno di una
popolazione. La selezione divergente
seleziona contro i fenotipi medi.
La selezione naturale non produce organismi
perfetti perché:
–
–
–
–
gli organismi sono condizionati dalla loro storia;
gli adattamenti sono spesso dei compromessi;
il caso interagisce con la selezione naturale;
la selezione può soltanto far emergere le varianti
esistenti.
La selezione sessuale
E’ un tipo particolare di selezione naturale che
favorisce l'evoluzione di adattamenti e
caratteristiche in grado di influenzare la scelta del
partner riproduttivo e di contribuire, così, alla
propagazione delle specie. Lo sviluppo di questi
adattamenti è favorito dalla competizione tra
individui dello stesso sesso per la conquista del
partner e la loro frequenza nella popolazione tende
ad aumentare solo se la riproduzione ha successo.
La selezione sessuale porta a una differenziazione
morfologica dei sessi (dimorfismo sessuale), con
esempi come le corna dei maschi del cervo, i disegni
vivacemente colorati dei maschi degli uccelli e le
differenze delle dimensioni corporee tra maschio e
femmina.
La selezione artificiale
• Darwin trovò maggiori argomenti a sostegno delle
proprie teorie tenendo in costante osservazione i risultati
della selezione artificiale, vale a dire la coltivazione e
l’allevamento selettivi di piante e animali .
Le prove dell’evoluzione
I fossili e la documentazione fossile , cioè la serie
ordinata di fossili, forniscono le prove più importanti a
favore dell’evoluzione
Il ritrovamento di svariati fossili dimostra che
l’evoluzione è un processo che avviene con una
sequenza cronologica.
Tramite i fossili siamo in grado di ricollegare le specie
attualmente esistenti con i propri antenati estinti.
Prove che confermano la teoria evolutiva
Oltre allo studio dei fossili ci sono altre discipline
scientifiche che supportano la teoria evolutiva.
La biogeografia suggerì a Darwin che gli organismi
si evolvono da antenati comuni. Darwin osservò che
gli animali delle Galàpagos erano più simili alle specie
continentali che alle specie di altre isole tropicali (che
hanno un clima più simile).
Che cosa studia la biogeografia?
E’ la disciplina che studia la distribuzione degli esseri viventi nelle
diverse regioni geografiche del pianeta, e i fattori che la
determinano. In particolare, tale disciplina si suddivide in
zoogeografia, che si occupa delle forme di vita animale, e
fitogeografia, che riguarda invece i vegetali. La distribuzione dei
viventi è studiata non solo in relazione alle diverse condizioni
climatiche nelle differenti aree del pianeta, ma anche in rapporto
alla quota (che, ad esempio, permette di distinguere piani
altitudinali distinti nella distribuzione delle piante), alle modalità con
cui le popolazioni si diffondono in un determinato areale (ad
esempio, individui isolati, individui a gruppi, colonie estese), alle
possibili associazioni con altri viventi. La biogeografia, pertanto, ha
interrelazioni con la geografia, l’ecologia, l’ecologia marina e
l’etologia.
L’anatomia comparata
Altra disciplina che supporta la teoria evolutiva è
l’anatomia comparata, che mette a confronto
le strutture corporee di specie diverse.
Tramite le somiglianze anatomiche che
accomunano le differenti specie si può teorizzare
tra esse un rapporto di discendenza comune.
Le strutture omologhe
Le strutture simili, in quanto derivano da un antenato
comune, vengono definite dai biologi strutture
omologhe.
Spesso le strutture omologhe hanno funzioni diverse.
Specie umana
Gatto
Balena
Pipistrello
Anatomia comparata: per saperne di più
L'Anatomia comparata è una disciplina di sintesi appartenente alle scienze
naturali.
Essa opera mediante la “comparazione” fra le strutture anatomiche dei diversi gruppi
di vertebrati e si pone l’obiettivo di individuare ed analizzare le cause della loro forma,
della loro organizzazione strutturale e dei loro adattamenti.
Basandosi sulla teoria secondo cui le strutture anatomiche degli animali oggi viventi
derivino da animali precursori, l’Anatomia comparata cerca di ricostruire storicamente
i processi evolutivi (la filogenesi), indagando i rapporti di parentela fra gruppi di
vertebrati attuali e fra gruppi attuali e gruppi ancestrali.
Le ragioni della forma animale sono ricondotte sostanzialmente a due fattori:
la funzione o le funzioni svolte dalla singola struttura (anatomica e/o fisiologica)
dell’animale; i condizionamenti imposti dalla selezione naturale sull’evoluzione del
gruppo animale al quale l’organismo appartiene.
L’Anatomia comparata risulta, perciò, una scienza in costante evoluzione, sempre alla
ricerca di nuove tecniche (anche interdisciplinari) per indagare le problematiche della
relazione tra struttura e funzione e tra struttura ed evoluzione.
L’embriologia comparata
L’embriologia comparata,
fornisce altre prove sulle
comuni origini dei viventi,
questa disciplina studia le
strutture durante lo
sviluppo dei diversi
organismi.
Le specie strettamente
imparentate presentano
spesso stadi simili nel
loro sviluppo embrionale.
Molti vertebrati hanno strutture simili nello
stato embrionale.
Tasche
branchiali
Coda
Embrione
di pollo
Embrione umano
La biologia molecolare
Un’altra argomentazione
a favore della teoria
dell’evoluzione è stata
fornita recentemente
dalla biologia molecolare,
la disciplina che paragona
il DNA e le proteine in
organismi differenti .
Le specie imparentate
hanno una percentuale di
DNA e di proteine in
comune maggiore
rispetto alle specie non
imparentate .
Estinzione
Per estinzione in biologia si intende la scomparsa di una specie
causata dalla distruzione dell'habitat, predazione o incapacità di
adattamento alle modificazioni ambientali.
Il termine viene applicato anche alla scomparsa di categorie
tassonomiche superiori, come famiglie o ordini.
La maggior parte delle estinzioni avvenute nel corso delle ere
geologiche è stata provocata da cambiamenti climatici e ambientali,
come le glaciazioni, o dalla comparsa di specie nuove (speciazione),
meglio adattate alle condizioni ambientali di quelle preesistenti e capaci
di occuparne la nicchia ecologica.
Le specie preesistenti, dunque, per effetto della selezione naturale
hanno dovuto soccombere ed estinguersi.
L’ estinzione è causata da una scarsa variabilità genetica,che riduce la
capacità di adattarsi a cambiamenti dell’ ambiente, non permettendo
la sopravvivenza della specie.
Convitto Nazionale Vittorio
Emanuele II di Napoli
P.O.R. Campania
Misura 3.6
Uff. 329 per Del. G.R. n. 1784 del 24/09/04
Margherita Casillo
Rita Orfeo
Alessia Migliorato
Serena D’Alterio
Adriano Racioppi
Stefano Chieffi
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Maria Pia Di Grado
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