L’evoluzione della specie
Buffon: la generazione spontanea
• Sulla terra, nata dalla stessa materia incandescente del
Sole distaccatasi dopo l'urto di una cometa, i primi esseri
viventi si sarebbero formati per l'aggregazione di
molecole organiche (generazione spontanea). La teoria
verrà successivamente ripresa da Oparin nel XX secolo.
• L'età della Terra
• Studiando i fossili che presentavano progressive complessità via via
che si arrivava agli strati più recenti e così diversi dalle forme di vita
attuali, Buffon arrivò ad ammettere che fossero il frutto di una
lentissima trasformazione nel corso dei millenni, e non solo durante i
quaranta giorni del Diluvio Universale.
• Arrivò ad attribuire alla Terra centomila anni di età, un tempo
brevissimo se paragonato ai cinque miliardi della datazione
attuale, ma inaccettabile per i suoi contemporanei che, in base
all'interpretazione della Bibbia, ritenevano di seimila anni l'età
massima della Terra.
•
•
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.
Evoluzione trasformazionale
• Il creazionismo è la credenza che l'universo, la Terra, la
vita e l'uomo siano interamente creazioni di una o più
divinità
• Fino al XVIII secolo questa credenza era universale:
praticamente tutte le civiltà antiche hanno, nella loro
mitologia, un racconto che spiega l'origine del mondo in
questi termini.
• Nell'accezione
moderna, il termine
"creazionismo"
nacque, quando le
prime osservazioni
geologiche e
paleontologiche,
condotte con metodo
scientifico, iniziarono
a porre in dubbio
l'interpretazione
letterale della
genesi biblica
riguardo all'origine
degli esseri viventi e
dell'uomo
•
•
Il merito maggiore dello svedese
Carlo Linneo fu la definizione e
l'introduzione nel 1735 della
nomenclatura binomiale nel
sistema di classificazione delle
piante e degli animali. Tale
nomenclatura binomia era in
realtà già stata proposta da
Buffon.
Con questo metodo a ciascun
organismo sono attribuiti due nomi
(in origine in latino): il primo si
riferisce al Genere di
appartenenza dell'organismo
stesso ed è uguale per tutte le
specie che condividono alcuni
caratteri principali (nomen
genericum); il secondo termine,
che è spesso descrittivo, designa
la Specie propriamente detta
(nome triviale o nome specifico).
• La specie è rappresentata dall’insieme di
quegli individui che incrociandosi tra loro
generano,
potenzialmente,
una
prole
illimitatamente feconda
Secondo la concezione denominata
fissismo le specie vegetali ed animali
non hanno subito e non subiranno
modificazioni nel corso del tempo.
Le teorie fissiste erano legate ad
un'interpretazione
letterale
della
Genesi, e cioè all'idea di un'unica
creazione originaria di tutte le specie
viventi.
Linneo era un fissista
Il riferimento alla creazione iniziò a
venir meno, soprattutto nella cultura
francese, in epoca illuministica.
Il fissismo fu allora enunciato nella
sua forma più ristretta, come teoria
della costanza delle specie, senza
alcuna ipotesi sulla loro origine.
Carlo Linneo
Georges Cuvier (17601832), fondatore degli
studi di paleontologia
dei vertebrati, spiegava
la scomparsa di specie
presenti un tempo sulla
Terra attraverso la
teoria del
catastrofismo.
Il catastrofismo è una teoria,
detta anche "dei cataclismi”.
Dio avrebbe creato un numero di
specie
superiore
a
quelle
attualmente viventi;
catastrofi
naturali,
quali
inondazioni,
terremoti, eruzioni vulcaniche,
ecc. avrebbero periodicamente
distrutto gli esseri viventi di una
regione che sarebbe stata poi
ripopolata dalle specie provenienti
dalle aree geografiche circostanti.
Cuvier riteneva che l'ultima delle catastrofi fosse il Diluvio
Universale, il cui ricordo si è tramandato grazie alla Bibbia
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) formulò la prima teoria
sull’evoluzione coerente e sistematica, secondo la quale le
specie si evolvono tramite l’interazione con l’ambiente.
l'evoluzione delle specie sarebbe il
prodotto della seguente sequenza di fatti:
- I cambiamenti ambientali generano
nuove necessità,
- Le necessità determinano l'uso o il disuso
di uno o più organi.
- gli organi si sviluppano o si atrofizzano
- I caratteri così acquisiti sono ereditari.
• La teoria di
Lamarck viene
normalmente
riassunta con la
frase: la funzione
crea l'organo e
l'ereditarietà fissa
il cambiamento
nella
discendenza.
• L'esempio tipico
apportato per
spiegare la teoria
di Lamarck è
l'evoluzione del
collo della giraffa,
risultato degli
sforzi per
mangiare foglie
d'alberi.
Alcune frasi di Lamarck
“L’impiego più frequente di un organo fortifica quest’organo”.
“L’assenza di uso di un organo lo indebolisce e lo deteriora fino a
farlo sparire”.
“Tutto ciò che la natura ha fatto acquisire agli individui per
l’influenza delle circostanze, viene trasmesso attraverso la
generazioni ai nuovi individui”.
Ma, il figlio di un pugile,
nasce più muscoloso del normale ?
Ma, il figlio di un pugile,
nasce più muscoloso del normale ?
No
Tuttavia Lamarck ha il merito di aver sostenuto che le
specie evolvono e che tale evoluzione si può studiare e
spiegare con il metodo scientifico.
Attualismo è il principio secondo il quale i
processi naturali che hanno operato nei tempi
passati sono gli stessi che possono essere
osservati nel tempo presente:
"Il presente è la chiave al passato“
Fu enunciato da naturalisti scozzesi alla fine del
XVIII secolo; viene infatti fatto risalire ai lavori
del geologo James Hutton (associato al concetto
di ciclicità degli eventi geologici), e soprattutto ai
Principles of Geology di Charles Lyell (1830).
• Il saggio racconta gli albori della geologia
e di come James Hutton abbia sviluppato
una teoria scientifica che, staccandosi
dalla ortodossia cattolica, assegnava alla
Terra un'età molto superiore ai canonici
6000 anni definiti dei libri del Vecchio
Testamento.
La teoria di Hutton partiva dal presupposto
che la terra sia costantemente in
mutamento per via dei fenomeni di
erosione e che questi fossero compensati
da lentissimi ma costanti innalzamenti
della terra.
Una teoria che non richiedeva
l'intervento di cataclismi per
modellare i profili dei
continenti e spiegare la
presenza di fossili marini sulle
cime delle montagne.
• 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.
• 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.
• Nel 1831 salpò sul brigantino
Beagle per una spedizione
cartografica di cinque anni
attorno alle coste del Sud
America.
• Darwin soffriva il mal di mare
• Il lavoro di Darwin durante la spedizione
gli permise di studiare sia le caratteristiche
geologiche di continenti ed isole, sia un
gran numero di organismi viventi e fossili.
• Egli raccolse metodicamente un gran
numero di campioni sconosciuti alla
scienza.
• Quando Darwin visitò le isole Galapagos
oltre a numerose osservazioni vide che
esistevano su di esse tredici specie di
fringuelli. Queste specie non si trovavano
in altri luoghi del mondo.
• I fringuelli sono uccelli piccoli e dalla
colorazione poco attraente.
• Darwin riferì che ciascuna specie
presentava un becco con una
morfologia diversa.
• Così il fringuello terrestre dal
becco grande (Geospiza
magnirostris) si alimenta di semi
grandi e duri.
• Il fringuello arboreo grande
(Comarhynchus psittacula)
mangia insetti grandi.
• Il fringuello gorgheggiatore
(Certhidea divacea) è adattato
per alimentarsi di insetti piccoli.
• Il fringuello terrestre piccolo
(Geospiza fuligginosa) mangia
semi piccoli e duri.
– 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.
– 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 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.
– Il 1 luglio 1858, Darwin diede la propria
comunicazione (riguardo all'Origine delle
specie per mezzo della selezione naturale)
alla Linneian Society; insieme fu letta anche una
comunicazione di Wallace.
– Il libro di Darwin fu pubblicato un anno più tardi;
tanto era l'interesse suscitato dalla sua opera
che la prima edizione (in 1250 copie) andò
esaurita in due giorni.
• La teoria Darwiniana si basa su
5 fatti (dati oggettivi)
e
3 inferenze (deduzioni logiche)
• Potenziale crescita esponenziale
delle popolazioni (fonte: Malthus e
altri)
• Thomas Robert Malthus (1766 1834) economista e politico inglese
nel suo Trattato sulla popolazione,
sostiene
che
la
popolazione
(umana) cresce secondo una
progressione
geometrica
(per
esempio 2, 4, 8, 16, ...), mentre le
risorse necessarie per la sua
alimentazione crescono secondo
una progressione aritmetica (per
esempio 3, 6, 9, 12, ...).
• Non importa quali siano i numeri di
partenza: prima o poi la popolazione
supera le risorse e la crescita non
può continuare.
Fatto 1
• Condizione
di
stabilità
osservata nelle popolazioni
• (fonte: osservazioni naturali)
costante
Fatto 2
Fatto 3
• Limitazione delle risorse
• (fonte: osservazioni naturali e Malthus)
Inferenza 1
• Lotta per
l’esistenza tra
gli individui
Fatto 4
• Unicità dell’individuo
• (Fonte: allevatori di animali)
Fatto 5
• Ereditabilità di gran parte della
variazioni individuale
• (fonte: allevatori di animali)
Inferenza 2
• La sopravvivenza è differenziata, cioè si
ha un processo di selezione naturale
• Attraverso numerose
l’evoluzione
generazioni
si
ha
Secondo Darwin le diverse forme di vita si sono
originate, attraverso successive modificazioni, da
un antenato comune.
Licaone
Coyote
Lupo
Volpe
Selezione naturale
avvenuta
nel corso di milioni di anni
Canide ancestrale
Sciacallo
Charles Darwin
(1809-1882)
Viaggio
intorno
al mondo
1831-1836
L’origine delle specie (1859)
- I caratteri ereditari sono soggetti a variazioni
casuali (mutazioni)
- Gli individui con i caratteri più adatti
all’ambiente hanno maggiore probabilità di
sopravvivere e riprodursi.
Si ha quindi una selezione naturale dei caratteri
più vantaggiosi.
“Non appena mi convinsi che le specie erano mutabili, non potetti
fare a meno di credere che l’uomo dovesse essere regolato dalla
stessa legge”. Darwin
vedremo ora le prove del fatto
che le specie evolvono
Questa presentazione costituisce solo una traccia degli argomenti e della modalità con cui si è svolta la lezione
Iniziamo con l’anatomia comparata
Di chi è questa “mano” ?
Di chi è questa “mano” ?
Lo scopriremo più tardi …
Iniziamo da 
1)
1)
2)
1)
2)
1)
2)
1)
3)
2)
1)
3)
2)
1)
3)
4)
2)
1)
3)
4)
Organi omologhi:
organi con la stessa origine evolutiva
Organi omologhi nell’uomo:
Organi omologhi nell’uomo:
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
polso
I fossili
L’evoluzione del cavallo
 Anfibi
 Rettili
 Uccelli
 Mammiferi
Sono tutti tetrapodi (cioè hanno quattro zampe o arti)
e derivano tutti da un antenato comune.
Primi tetrapodi
Albero
dell’evoluzione delle
specie
Torniamo alla “mano”
Di chi è questa “mano” ?
Di chi è questa “mano” ?
Suggerimenti:
Di una balena!!!
La balena ha anche le ossa del
bacino ed il femore
E’ un mammifero che è tornato in acqua!
Gli embrioni
Avete mai visto gli embrioni di diversi animali?