Teoria dell`evoluzione Charles Darwin

Teoria dell’evoluzione
Charles Darwin
• Ci sono tante prove che dimostrano che l’evoluzione esiste,
ma…
• Come funziona l’evoluzione? In che modo ha agito e in che
modo continua ad agire?
Teoria dell’evoluzione (Darwin)
1.
Potenziale riproduttivo: gli organismi generano più figli di quanti
ne possano effettivamente sopravvivere
2.
Lotta per la sopravvivenza: gli organismi competono per le risorse
e il n° degli individui che sopravvivono è inferiore al n° degli individui
che nascono
3.
Variabilità di caratteri: in ogni popolazione ci sono delle differenze
casuali tra gli individui, alcune delle quali ereditabili
4.
Sopravvivenza dei più adatti: gli individui che casualmente
possiedono caratteri più favorevoli all’ambiente, sopravvivono:
SELEZIONE NATURALE
Risultato della selezione naturale è l’ADATTAMENTO
La genetica delle popolazioni
• Darwin ignorava i meccanismi che sono alla base
della variabilità genetica e della trasmissione dei
caratteri ereditari: questo costituì un grande ostacolo
per l’accettazione della sua teoria
• Lo sviluppo della genetica, da Mendel in poi, ha
consentito di superare questo ostacolo
• La genetica delle popolazioni studia in che modo
l’intero patrimonio genetico di una popolazione si
trasmette da una generazione all’altra
• Viene quindi formulata la ‘nuova sintesi evolutiva’
Teoria Sintetica dell’evoluzione
L’ EVOLUZIONE È
• Cambiamento nella frequenza dei geni
(alleli) da una generazione all’altra
• L'evoluzione è il risultato dell'accumulo nel
tempo di questi cambiamenti
(DISCENDENZA CON MODIFICAZIONI)
Alla base dell’evoluzione: la variabilità genetica
Le variazioni tra individui presenti in ogni
popolazione naturale sono dovute al caso:
non sono prodotte né dall'ambiente, né da
una forza creatrice né da un impulso
inconscio dell'organismo. Esse sono il
materiale base del processo evolutivo.
In sé le variazioni non hanno né scopo né direzione, ma possono essere
più o meno utili ad un organismo per la sua sopravvivenza e la sua
riproduzione.
Origine della variabilità genetica
LE MUTAZIONI
Se le mutazioni interessano i gameti, si
trasmettono alle successive generazioni,
modificando il pool genico.
Incremento della variabilità
LA RIPRODUZIONE SESSUATA
•
Distribuzione casuale dei cromosomi omologhi alla
meiosi
•
Crossing over e ricombinazione genetica
• Combinazione casuale di
due differenti genomi con la
fecondazione favorita anche
dal fatto che spesso vengono
favoriti gli incroci tra individui
diversi
LE PROVE DELL’EVOLUZIONE
Organi vestigiali = resti di
• Anatomia comparata
• Embriologia comparata
• Paleontologia
• Biologia molecolare
organi utilizzati nel passato
dalle specie antenate e che
ora non hanno più alcuna
funzione.
Es. Coccige nell’uomo
Appendice nell’uomo
Balene e serpenti
conservano all’interno resti
delle ossa del bacino e di
un femore
Ancora domande:
Perché molti animali si sono estinti? Che cosa era successo? Che cosa era
cambiato che non permetteva loro di vivere ancora?
Perché in molti organismi alcune parti del corpo sembrano non avere alcuna
funzione (organi vestigiali)?
Di chi è questa “mano” ?
Pipistrello
Tartaruga
Uomo
Cavallo
Organi omologhi:
organi con la stessa origine evolutiva
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!
confronto dello sviluppo embrionale di organismi diversi
Avete mai visto gli embrioni di
diversi animali nel loro sviluppo?
La somiglianza tende a decrescere
con il progredire dello sviluppo ed è
tanto più evidente quanto più le
specie sono imparentate
Es. Gli embrioni dei vertebrati
presentano tutti delle fessure branchiali
che nei pesci daranno vita alle
branchie vere e proprie, nei vertebrati
terrestri a delle ghiandole (paratiroidi e
timo).
Può significare una discendenza
comune di tutti i vertebrati da un
medesimo antenato.
• E’ una delle prove più importanti a favore della teoria
evoluzionistica
• La teoria della discendenza comune da ‘una qualche forma
primordiale’ trova conferma nell’universalità del DNA e del
codice genetico.
• Alcuni geni vengono utilizzati come ‘orologi evoluzionistici’
perché misurano la distanza ‘temporale’ tra una specie e
l’altra
FATTORI CHE ALTERANO LE
FREQUENZE ALLELICHE
• Selezione naturale
• Selezione sessuale
LA SELEZIONE NATURALE
La selezione naturale è l'interazione tra i singoli
individui e il loro ambiente e nel corso di
parecchie generazioni dà la direzione
all'evoluzione
Una variazione casuale che dà ad un organismo
un vantaggio, per quanto lieve, lo rende più
idoneo a lasciare una progenie in grado di
sopravvivere più facilmente e di trasmettere
quello stesso vantaggio ai propri discendenti.
DIREZIONALITÀ?
Evoluzione convergente
LA SELEZIONE SESSUALE
I maschi spesso
entrano in
competizione per
fecondare il maggior
numero di femmine. Il
comportamento delle
femmine determina un
aumento degli alleli dei
maschi ‘favoriti’.
La selezione sessuale premia caratteri che spesso sono
sfavorevoli nella lotta per la sopravvivenza, in quanto rendono
i loro portatori più individuabili da parte dei predatori, ma che
avranno comunque successo riproduttivo.
PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?
Anemia falciforme
Omozigote HbS – HbS… non sopravvive
Eterozigote Hb - HbS→ Gli eterozigoti hanno sia
emoglobina normale che
emoglobina S in
condizioni di normale
ossigenazione
l’emoglobina S non
produce la forma a falce
quindi non dà i sintomi
della malattia.
Diminuendo l'ossigeno
l'emoglobina S fa
assumere ai globuli rossi
la forma a falce e si
vedono i sintomi della
malattia anche
nell'eterozigote.
PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?
Anemia falciforme e Malaria
Distribuzione della malaria
Distribuzione dell’allele HbS
Vantaggio dell’eterozigote: ha causato l’espansione dell’anemia
falciforme nelle zone in cui la malaria è endemica
PERCHE’ LE MALATTIE GENETICHE?
LE MUTAZIONI
Alcune mutazioni che interessano i gameti
sono negative e generano effetti svantaggiosi
per l’individuo, ma …
L’evoluzione non …
L’ EVOLUZIONE
… NON SPIEGA L’ORIGINE
DELL’UNIVERSO E DELLA VITA
… NON SI INTERESSA DI “DEI” VARI
L’EVOLUZIONE NON E’ IL CASO
In evoluzione caso non vuol dire
assenza di regole.
… c’è sempre la possibilità di
avere selezione naturale.
L’evoluzione non è casuale, ma
si spiega come una somma di
eventi casuali, selezionati dalle
necessità ambientali, che nulla
ha a che fare né col caos né con
qualunque concezione finalistica
sia riguardo all'uomo sia
riguardo al mondo.
L’EVOLUZIONE NON E’ LA LEGGE
DEL PIU’ FORTE
Lotta non è combattimento,
ma strategia per il successo
riproduttivo
C’è una maggiore
probabilità di riprodursi, non
si stabilisce una graduatoria
in base alla quale si viene
selezionati.
Il “meglio adattato” fa
riferimento ad un preciso
ambiente, in un preciso
momento.
L’EVOLUZIONE NON E’
LA SELEZIONE NATURALE
La selezione naturale spiega il COME (meccanismo), non
COSA sia l’evoluzione.
L’UOMO NON È NATO DALLA SCIMMIA
PROGRESSO ?
L’evoluzione tende ad un aumento
della complessità?
L’albero evolutivo della vita.
Le piante, gli animali e i funghi sono piccoli ramoscelli
a un estremo del dominio degli eucarioti.
ESTINZIONI
Concludendo …
L’evoluzione non è un processo progressivo, dal più
semplice al più complesso, dal “peggiore” al
“migliore”.
L’evoluzione non tende ad un fine, né conduce
necessariamente a forme di vita superiori.
L’evoluzione non è semplice frutto del caso: il
cambiamento degli esseri viventi è un effetto di
mutazioni genetiche casuali sottoposte all’azione
della selezione naturale.
Nel mondo prevalgono gli animali “semplici” (insetti,
batteri...) adatti al loro ambiente quanto lo siamo noi
al nostro e molto più facilmente adattabili.
Concludendo …
Fu il filosofo H. Spencer a diffondere i termini
“evoluzione” e “sopravvivenza del più adatto”;
Darwin aveva usato una espressione più
neutrale: “discendenza con modificazioni”.
Forse si può individuare la tendenza a un
graduale aumento del livello di complessità degli
organismi, ma questo non è sempre vero.
“Anche se l'umanità razionale accetta l'evoluzione come un
fatto, la maggior parte di noi ancora non è disposta ad
abbandonare la confortante idea che evoluzione significhi (o
perlomeno non possa avvenire senza) progresso, il che rende
la comparsa di qualcosa come la coscienza umana pressoché
inevitabile, o perlomeno prevedibile.
La rivoluzione darwiniana non sarà completa fino a quando
non abbandoneremo, come principi fondamentali, il progresso
e lo sviluppo di una complessità sempre maggiore, e
cominceremo a tenere in considerazione la possibilità
tutt'altro che remota che Homo sapiens sia solamente un
minuscolo ramoscello tardivo di quell'enorme cespuglio
arborescente che è la vita: una piccola gemma che, quasi
certamente, non riuscirebbe a comparire una seconda volta
se si potesse ripiantare il cespuglio partendo dal seme e
lasciarlo crescere di nuovo”.
S.J.Gould