gli esseri viventi e l`evoluzione

GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
A causa della scoperta dell‟America e dei vari viaggi esplorativi di quel periodo che permettono la
continua scoperta di nuove forme vegetali ed animali, e dello sviluppo della biologia descrittiva (analisi
morfologica di piante ed animali), si comincia ad avvertire la necessità di avere un adeguato sistema di
classificazione degli esseri viventi. Sino ad allora l‟unica classificazione accettabile, ottima sotto certi
aspetti, era ancora quella di Aristotele
Aristotele
Aristotele ha fondato la biologia come scienza empirica, compiendo un importante salto di qualità (almeno
stando alle fonti che ci sono rimaste) nell'accuratezza e nella completezza descrittiva delle forme viventi, e
soprattutto introducendo importanti schemi concettuali che si sono conservati nei secoli successivi.
L' Historia animalium contiene la descrizione di 581 specie diverse, osservate per lo più durante la
permanenza in Asia Minore e a Lesbo. Questi dati biologici vengono organizzati e classificati nel De
partibus animalium, nel quale vengono introdotti concetti fondamentali come quello di viviparità e
oviparità, e sono impiegati criteri di classificazione delle specie in base all'habitat o a precise caratteristiche
anatomiche, che sono in gran parte rimasti inalterati fino a Linneo. Un'altrettanto importante conquista
intellettuale è lo studio sistematico di quella che oggi chiamiamo anatomia comparata, che permette ad
esempio ad Aristotele di classificare Delfini e Balene tra i mammiferi (essendo essi dotati di polmoni e non
di branchie come i pesci).
Il De generatione animalium si occupa del modo in cui gli animali si riproducono. In quest'opera la
generazione viene interpretata come trasmissione della forma (di cui è portatore il seme maschile) alla
materia (rappresentata dal sangue mestruale femminile). Secondo Aristotele le specie sono eterne ed
immutabili, e la riproduzione non determina mai cambiamenti nella sostanza, ma solo negli accidenti dei
nuovi individui.
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
La prima classificazione dei viventi risale
addirittura ad Aristotele e si articolava in
due soli grandi raggruppamenti: il regno
degli animali comprendeva gli esseri viventi
che si muovono e mangiano, e i cui corpi
crescono fino a un certo punto per poi
smettere di crescere; il regno delle piante
raggruppava gli organismi incapaci di
muoversi e di mangiare e caratterizzati da
una crescita indefinita.
Dalle sue notazioni emerge comunque una suddivisione del
regno Animale in due primi gruppi, gli Enaima (= con
sangue) ed Anaima (= senza sangue). Al primo gruppo
appartenevano l'uomo, i quadrupedi, i cetacei, i pesci e gli
uccelli. Al secondo appartenevano la maggior parte dei
crostacei decapodi, dei molluschi e quelli che Aristotele
definiva Entema, vale a dire un insieme di insetti, miriapodi,
aracnidi, anellidi e vermi parassiti. Il criterio di classificazione
che Aristotele adottò per gli Entema fu la suddivisione del
corpo degli animali in più segmenti separati da un'incisione a
cui appartengono una serie di appendici locomotrici. Se si
escludono i vermi la definizione aristotelica di Entema si
avvicina a quella contemporanea degli Artropodi.
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
Sarà Linneo ad ideare il moderno sistema di classificazione, la
sistematica, anche se in seguito verrà rivisto e modificato.
In pratica gli organismi vengono ordinati in categorie
sistematiche seguendo il criterio di affinità e somiglianza
(criterio non sempre valido con le conoscenze attuali).
Alla base pone la specie, cioè l‟insieme di organismi che
hanno tra loro la massima somiglianza.
Per Linneo le specie erano immutabili “tante sono le specie
ora esistenti, quante in principio furono create dall‟ente
infinito”. Ogni specie era stata, quindi, creata da Dio e si
perpetuava senza mutamenti. Per lui il naturalista era colui
che doveva, in ultima analisi, descrivere l‟opera di Dio.
Fu sempre Linneo ad ideare la nomenclatura binaria ancora in
uso, per cui ogni specie vivente viene denominata con due
nomi in latino, il primo indica il genere e il secondo individua
in modo specifico la specie. Per esempio Canis lupus (il lupo),
Canis familiaris (il cane)
Specie
Attualmente il concetto più accettato è che
una specie sia costituita da individui molto
simili che possono accoppiarsi tra loro e
dare vita a prole fertile. All‟interno delle
specie esiste una certa varietà, sino ad
individuare delle sottospecie o varietà che
però a livello biologico hanno poco
significato
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
Nella sistematica ideata da Linneo si prevedeva la
seguente gerarchia
Specie
Genere (insieme di specie simili)
Famiglia (insieme di generi simili)
Ordine (insieme di famiglie simili)
Classe (insieme di ordini simili)
Regno (insieme di classi simili)
Per Linneo esistevano sono
due regni (animale e
vegetale) e sei classi
(mammiferi, uccelli, anfibi,
rettili, insetti, vermi).
Attualmente la sistematica ha subito alcune variazioni.
Gli attuali raggruppamenti sono i seguenti
Specie
Genere
Famiglia
Ordine
Classe
 Tipo o Phila (animali) – divisione (vegetali)
Regno
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
Linneo
(1707
1778)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
La classificazione degli esseri viventi
I regni sono cinque, considerando che i regni
istituiti
da Linneo non sono attualmente
soddisfacenti secondo le conoscenze attuali. Si
considera che le differenziazioni più importanti
sono il tipo di cellula (procariote o eucariote)
(unicellulari o pluricellulari), e il modo in cui gli
organismi si procurano il nutrimento (autotrofi o
eterotrofi)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Buffon
1707
1788
Ipotizza una storia naturale che si discosta dalla Bibbia
Autore
della
“Storia
naturale”
in
cui
contraddice la “Genesi”, fu
in tutto un libro scandalo
per l‟epoca.
Ipotizza un processo di
formazione della Terra e
gli attribuisce una età di
centinaia di migliaia di
anni, non compatibile con
i racconti biblici.
Avanza anche l‟ipotesi che gli animali sono
modificati rispetto alla loro origine. le specie
meno attrezzate sono già scomparse o
scompariranno e le attuali derivano da
quelle più antiche, ma modificate rispetto a
queste.
Non si spingerà però oltre.
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Lamarck
1744
1829
La 1° teoria evoluzionistica
E‟ l‟ideatore tra le altre cose, del
sistema dicotomico per identificare
una specie, operazione sino ad allora
parecchio più complessa.
In pratica davanti ad un esemplare si
contrappongono
due
caratteri
discriminanti e si procede secondo un
grafico binario sino a riconoscere il
genere o alla specie di appartenenza
(figura)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Lamarck
1744
1829
La 1° teoria evoluzionistica
Studia
e
confronta
migliaia di specie animali
e vegetali. Nota che
esistono
parti
anatomiche e strutture
simili in molte specie
diverse. Ipotizza che ci
possano essere parentele
tra questi organismi e
suppose che le specie
possano
cambiare
generazione
dopo
generazione,
fino
a
formare nuove specie.
Che all‟inizio vi erano
specie più semplici che
via via si trasformano in
specie più complesse.
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Lamarck
1744
1829
La 1° teoria evoluzionistica
Lamarck postulò due principi, ma il suo problema fu quello di spiegare e dimostrare come avvenissero
queste trasformazioni:
a)Gli organi di un individuo non ancora adulto possono modificarsi, atrofizzarsi o svilupparsi, secondo
l‟uso o il non uso;
b)Tali trasformazioni vengono trasmesse (e conservate) alle generazioni successive
L‟esempio più conosciuto è quello classico della giraffa. Per Lamarck il collo della giraffa e i suoi arti si
sarebbero allungati per permetterle di raggiungere le foglie più alte degli alberi. Queste dinamiche fanno,
in qualche modo, intravvedere, una non meglio specificata “volontà di miglioramento”, una spinta
interna, che in seguito non fu accettata da Darwin perchè non può essere considerata una spiegazione
scientifica.
AAll‟epoca la teoria di Lamarck non ebbe grande
successo
ed
anche
ora
non
viene
fondamentalmente accettata la sua ipotesi riguardo
le modalità di cambiamento e evoluzione. Oggi
infatti si parla di fenotipo (caratteri espressi o fisici)
e
genotipo
(corredo
genetico).
Varie
sperimentazione a partire dagli inizi del „900,
dopo le teorie di Darwin, hanno sempre
constatato che i caratteri acquisiti non si ereditano
(es gli arti muscolosi degli atleti, le deformazioni
dovute ad un incidente ecc)
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Cuvier
1760
1832
La teoria delle catastrofi
Cuvier fu uno dei massimi naturalisti del suo tempo. Aveva un enorme
prestigio in Francia e fu un acceso contestatore delle teorie di Lamarck.
Fu praticamente il fondatore della anatomia comparata, cioè della
pratica di mettere a confronto le strutture corporee di specie diverse,
per vederne analogie e differenze. Queste pratiche gli permisero di
rivedere ed ampliare la classificazione di Linneo che si basava solo su
somiglianze esteriori.
Fu il primo a studiare in maniera sistematica i fossili e quindi si può dire
che fondò la paleontologia. Inoltre, insieme a geologi, studiò il
rapporto tra i fossili e gli strati geologici in cui si trovavano. Si può dire,
quindi, che pose le basi per la moderna stratigrafia.
Grazie anche agli studi di anatomia comparata, riuscì a dare forma ai
resti di animali fossili e quindi si rese conto di somiglianze e differenze
tra organismi attuali e organismi ormai scomparsi.
Stratigrafia: branca della
geologia che studia il
rapporto tra i vari strati di
roccia anche attraverso
l‟esame
dei
fossili
contenuti.
Malgrado tali osservazioni e conoscenze (attualmente le prove più convincenti a favore della teoria
evoluzionistica provengono dalla anatomia comparata e dalla paleontologia) fu però un convinto
antievoluzionista. Spiegò, quindi, la presenza di fossili e la diversificazioni tra le specie nel corso dei tempi
geologici, con il succedersi di catastrofi successive (teoria del catastrofismo) per esempio il diluvio
universale. Gli animali che vivevano in un certo luogo venivano tutti o quasi tutti uccisi da un certo evento,
ed in seguito il loro posto veniva preso da altri esseri provenienti da altri luoghi.
Da non confondere la sua teoria con la teoria delle creazioni successive formulata in seguito da altri autori.
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Darwin
1809
1882
La teoria dell‟evoluzione
Fu quindi Darwin a formulare la teoria dell‟evoluzione, che con correttivi ed approfondimenti successivi è
quella attualmente più accreditata dal mondo scientifico.
La sua teoria sconvolse le opinioni del periodo non solo a livello scientifico ma anche sociale e culturali. Fu,
poi malamente trasferita in ambito sociale e politico, con l‟idea è la stessa natura a favorire i più forti ed è
quindi lecito prevalere sui più deboli.
Le sue idee maturarono durante un viaggio, durato 5 anni, come naturalista a bordo di una nave (Beagle).
Durante questo periodo, tra le altre cose, lesse un libro di geologia scritto da Lyell, che avrà gran peso nella
formulazione delle sue idee, che sosteneva la teoria dell‟attualismo, antitetica alla teoria delle catastrofi. In
pratica secondo Lyell, le forze naturali che agiscono nelle trasformazioni geologiche operano lentamente e
per lunghi tempi, per esempio i fenomeni erosivi e sedimentari, il sollevamento delle montagne ecc, e
agiscono oggi come ieri.
Cosa osservò durante il viaggio?
• gli animali che vivono attualmente in un continente sono più simili ai fossili che si trovano nello stesso
continente, rispetto ai fossili di altri continenti;
• la diversa distribuzione di fauna e flora tra zone e continenti;
•La particolare fauna e flora dell‟arcipelago delle Galapagos, costituito da numerose isole vulcaniche. Per
esempio le specie di fringuello presenti in queste isole variavano da isola in isola ed erano simili tra loro e ad
un fringuello presente solo nel vicino continente sudamericano
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Darwin
1809
1882
La teoria dell‟evoluzione
Questi fringuelli mostravano caratteri diversi, per
esempio la forma del becco, alcuni più adatti a
catturare insetti, altri più adatti a rompere semi.
Ciò faceva pensare che i fringuelli fossero i
discendenti di esemplari di un‟unica specie giunta
nelle isole dal continente che poi si era
differenziata in maniera diversa formando specie
diverse. In pratica in ogni isola, a causa
dell‟isolamento geografico, la specie di fringuello
originale aveva seguito diverse linee evolutive.
Quali furono le successive riflessioni dopo il ritorno in Inghilterra?
• che gli allevatori ed agricoltori operavano delle selezioni, facendo perpetuare i caratteri più
favorevoli (es robustezza, produzione di latte ecc) per arrivare ad avere degli esemplari con
certe caratteristiche. Gli allevatori non provocavano la comparsa di un carattere, ma
favorivano l‟accoppiamento di individui che più si avvicinavano alla caratteristica cercata. In
pratica esisteva all‟interno di una popolazione, una certa variabilità di caratteri, alcuni dei
quali considerati favorevoli, venivano selezionati e favoriti attraverso accoppiamenti mirati,
generazione dopo generazione (selezione artificiale).
La stessa cosa, con modalità su proprie, doveva avvenire anche in natura. Ma in che modo?
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Darwin
1809
1882
La teoria dell‟evoluzione
•la risposta gli fu suggerita attraverso la lettura del saggio di Thomas
Malthus (economista e sociologo) che sosteneva come la popolazione
umana tenda a generare più individui di quanti la natura possa
sostentare. Subentrano, quindi, alcuni fattori quali carestie, guerre,
epidemie che limitano la crescita e che impegnano gli individui in una
dura lotta per la sopravvivenza. Darwin pensò che ciò che valeva per
la popolazione umana doveva valere anche per le altre specie. Se ogni
nato dovesse sempre sopravvivere e a sua volta procreare, in pochi
anni ogni popolazione raggiungerebbe numeri non compatibili con la
capacità dell‟ambiente a sostentarla. Evidentemente in natura solo
alcuni sopravvivono e in seguito procreano, cioè gli individui con
caratteristiche più adatte all‟ambiente in cui vivono. In pratica
l‟ambiente agisce da setaccio. Generazione dopo generazione, la
popolazione sarà composta sempre più da individui che posseggono un
certo carattere e sempre meno da individui che non lo posseggono o
ne posseggono altri non così favorevoli.
•I cambiamenti lenti che sono alla base di queste trasformazioni ben si
adattavano alla teoria geologica dell‟attualismo.
In pratica gli organismi sono adatti agli ambienti in cui vivono, non
perchè sono stati creati per esserlo, ma è il processo evoluzionistico,
attraverso la selezione che favorisce i più adatti, in un processo
continuo, generazione dopo generazione.
Occorre tener presente che
quando si parla di individui più
adatti,
non
significa
essenzialmente i più forti o
coloro
che
hanno
caratteristiche ritenute positive.
A
volte,
per
esempio,
potrebbero sopravvivere in
maggior numero gli individui
più piccoli e più deboli (minor
bisogno di cibo in ambienti in
cui se ne dispone poco, oppure
maggior facilità a nascondersi
dai predatori, ecc).
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Darwin
1809
1882
La teoria dell‟evoluzione
Riepilogando:
1.In una popolazione esiste una certa variabilità di caratteri che possono essere
ereditati;
2.Il potenziale riproduttivo è superiore rispetto alle potenzialità dell‟ambiente (in
pratica il numero degli individui di una popolazione, se non frenato) tende ad
aumentare più di quanto l‟ambiente possa sostenere;
3.Gli individui devono competere tra loro (lotta per l‟esistenza) e solo pochi
sopravvivono e riescono a procreare, cioè coloro che possiedono alcune
caratteristiche che li favoriscono rispetto all‟ambiente (selezione naturale);
4.Gli individui più favoriti, procreando trasmettono i propri caratteri alla prole e
i loro discendenti saranno numericamente più numerosi rispetto agli individui
meno favoriti. La popolazione, quindi, evolve e cambia gradualmente;
5.Le caratteristiche degli individui meno adatti tenderanno alla estinzione.
Darwin non riusci mai però a spiegare in maniera esaudiente quali fossero i
meccanismi alla base della variabilità e della ereditarietà dei caratteri. In realtà le
conoscenze di allora non erano in grado spiegare questi meccanismi.
In realtà in quegli stessi anni Mendell aveva già presentato i risultati delle sue
ricerche, che rimasero, però ignorati sino all‟inizio del „900.
Solo successivamente con lo sviluppo della genetica e della biologia molecolare è
stato possibile spiegare quali sono i meccanismi alla base della variabilità.
L‟integrazione di queste nuove conoscenze con la teoria di Darwin prende il nome
di Neodarvinismo.
GLI ESSERI VIVENTI E L’EVOLUZIONE
Darwin
1809
1882
La teoria dell‟evoluzione
L‟esempio delle giraffe
nella teoria di Darwin
Per Darwin l‟allungamento del collo e degli arti
nelle giraffe non è una conseguenza diretta
dell‟uso, ma una conseguenza indiretta legata al
bisogno di alimentarsi. In una popolazione di
pre-giraffe a causa, per esempio, della scarsità di
erba, dovevano essere favoriti gli individui con
collo leggermente più lungo perchè facilitati a
prendere le foglie sui rami.
Consideriamo che l‟ambiente diventi sempre più
sterile e diventi essenziale poter raggiungere le
foglie nei rami più alti. Generazione dopo
generazione saranno sempre più favoriti gli
animali con il collo più lungo, fino a che la
popolazione sarà composta esclusivamente da
individui con il collo lungo.