Le basi della teoria di Darwin − La selezione naturale
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Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Spiegare l’evoluzione biologica La vita, come la conosciamo oggi, è il risultato di una evoluzione. Come facciamo a saperlo? Lo dimostrano: • le scoperte della geologia • lo studio dei fossili Questo è un fossile di trilobite, un animale vissuto centinaia di milioni di anni fa e oggi estinto. evoluzione = una serie di cambiamenti subìti nel tempo dalle specie viventi Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 1 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice La teoria di Lamarck Teoria dell’ereditarietà dei caratteri acquisiti: 1. nell’antichità le giraffe avevano tutte il collo corto Perché le giraffe hanno il collo così lungo? 2. per mangiare le foglie dei rami più alti, le giraffe si sono sforzate e, nel corso della vita, il loro collo si è un po’ allungato 3. i piccoli delle giraffe hanno ereditato questo carattere e sono nati con il collo un po’ più lungo 4. la sequenza si è ripetuta per molte generazioni, e oggi nascono giraffe con il collo lunghissimo. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 2 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice La teoria di Lamarck è smentita dai fatti Com’è il collo dei bambini che nascono dalle donne Padaung? Secondo la teoria di Lamarck, dovrebbero ereditare dalle madri il carattere «collo lungo» che le madri hanno acquisito nella vita… Invece i bambini Padaung continuano a nascere con un collo del tutto normale. In Asia i Padaung considerano il collo lungo un segno di grande bellezza; perciò applicano anelli al collo delle bambine per allungarlo. La previsione di Lamarck è smentita: non si ereditano i caratteri acquisiti. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 3 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Spiegare l’evoluzione biologica A metà dell’Ottocento Charles Darwin formulò la teoria dell’evoluzione per selezione naturale. Charles Darwin (1809‒1882) Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 4 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − La variabilità intraspecifica Gli individui di una stessa specie sono tutti un poco diversi tra loro. L’insieme delle differenze osservate è detto variabilità intraspecifica. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 5 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − I limiti alle popolazioni In natura gli organismi tendono a riprodursi generando il maggior numero possibile di figli. Per sopravvivere e potersi riprodurre, però, devono: • competere gli uni contro gli altri per assicurarsi cibo sufficiente • resistere alle malattie • sfuggire ai predatori Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 6 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − L’adattamento all’ambiente La mimetizzazione di questo geco sulle rocce lo aiuta a sfuggire ai predatori. Gli organismi per sopravvivere devono essere adattati all’ambiente in cui vivono. Il mimetismo è una forma di adattamento all’ambiente. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 7 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − La selezione naturale • Quando l’habitat cambia, un organismo prima ben adattato può non esserlo più. • A volte una mutazione risulta vantaggiosa nel nuovo ambiente naturale. • Gli individui mutati allora saranno meglio adattati, perciò sopravvivranno e si riprodurranno più degli altri. Questo è il meccanismo della selezione naturale. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 8 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − La selezione naturale Esempio: • in passato queste farfalle erano in maggioranza chiare • nella loro variabilità intraspecifica comparivano anche alcuni individui scuri • con l’avvento delle industrie, Due esemplari di Biston betularia. l’habitat è cambiato: il fumo ha reso i tronchi più scuri Risultato: le farfalle scure oggi sono meglio adattate all’ambiente, e per selezione naturale sono diventate più numerose di quelle chiare. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 9 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − La selezione naturale Perché le macchie sulle ali costituiscono un vantaggio evolutivo per questa farfalla? Le macchie sono comparse per caso nella naturale variabilità intraspecifica. Siccome spaventano i predatori, hanno aiutato le farfalle che ne erano dotate a sopravvivere fino alla riproduzione. Così dopo molte generazioni il nuovo carattere si è affermato e oggi le farfalle «occhiute» sono prevalenti nella loro specie. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 10 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Le basi della teoria di Darwin − L’estinzione delle specie Se l’ambiente cambia e una popolazione risulta inadatta a sopravvivere nel nuovo habitat, la specie si estingue. Il rischio di estinzione è maggiore se la popolazione è molto specializzata. I panda mangiano soltanto germogli di bambù. Se le piante di bambù fossero uccise da una malattia, i panda si estinguerebbero. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 11 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice L’evoluzione sotto i nostri occhi L’evoluzione degli insetti costringe gli agricoltori a cambiare spesso il tipo di insetticida. Nelle popolazioni di insetti c’è sempre un gruppo di individui resistenti a un dato insetticida. Essi perciò sopravvivono e si riproducono finché nell’habitat non appare un nuovo insetticida. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 12 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice L’evoluzione sotto i nostri occhi L’evoluzione dei batteri costringe i medici a creare nuovi antibiotici. Quando si usa un antibiotico, non si eliminano mai tutti i batteri. Alcuni batteri sopravvivono, si moltiplicano e generano una popolazione resistente a quell’antibiotico. Perciò per avere la meglio sui batteri si è costretti a produrre nuovi farmaci. il batterio che provoca la tubercolosi Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 13 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice La teoria di Darwin in sintesi LA TEORIA DARWINIANA DELL’EVOLUZIONE PER SELEZIONE NATURALE 1. variabilità intraspecifica: gli individui di ciascuna specie differiscono tra loro 2. lotta per l’esistenza: le risorse di cui gli organismi hanno bisogno per vivere e riprodursi sono limitate, perciò gli esseri viventi entrano in competizione tra loro 4. selezione naturale: soltanto gli individui meglio adattati all’ambiente sopravvivono abbastanza da riprodursi e passare ai figli le proprie caratteristiche 5. nascita di nuove specie: l’accumulo di mutazioni vantaggiose fa comparire caratteri nuovi: le generazioni successive differiscono sempre più dalla popolazione di partenza, tanto che può avere origine una nuova specie 3. sopravvivenza dei più adatti: alcuni individui hanno caratteristiche (ereditate dai genitori o acquisite casualmente a causa di mutazioni 6. genetiche) che li rendono competitori più abili, cioè meglio adattati all’ambiente: perciò essi hanno il sopravvento nella lotta per l’esistenza estinzione di specie: quando le condizioni ambientali cambiano una specie può scomparire, se non è abbastanza numerosa o se non c’è tempo sufficiente perché si sviluppino adattamenti al nuovo habitat Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 14 Tema B – Capitolo 9 – L’evoluzione della vita Indice Come si spiega allora il lungo collo delle giraffe? l’ipotesi di Lamarck Ogni giraffa si sforza di raggiungere i rami più alti; perciò, sosteneva Lamarck, nell’arco della vita della giraffa il suo collo finirà per allungarsi un po’. Il carattere così acquisito è ereditario: tutte le giraffe delle generazioni successive nascono con il collo un po’ più lungo, e poi durante la propria vita lo allungano ancora. A ogni generazione il collo si allunga un po’ e questo carattere viene trasmesso ai figli; così, dopo moltissime generazioni, si è arrivati alle giraffe che osserviamo oggi. Le giraffe dal collo più lungo ottenevano più cibo raggiungendo i rami più alti degli alberi; perciò erano avvantaggiate rispetto alle giraffe dal collo più corto e dunque hanno generato più figli, ai quali hanno trasmesso il carattere «collo lungo». Così dopo moltissime generazioni, a causa della selezione naturale, nella specie delle giraffe sono diventati predominanti gli individui con il collo lungo, che sono meglio adattati al loro habitat. l’ipotesi di Darwin Secondo Darwin nella naturale variabilità intraspecifica delle antiche giraffe esistevano individui dal collo un po’ più lungo e individui dal collo un po’ più corto (proprio come tra noi oggi esistono persone più alte e persone meno alte). Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 15
