Versione 2.0 – 22 settembre 2006
Avvertenza
Il presente testo è da considerarsi come documento di
lavoro.
Vi invitiamo pertanto a voler segnalare eventuali errori e
imprecisioni al seguente indirizzo
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.1 di 9
L'ORIGINE DELLE SPECIE VIVENTI: 2 IPOTESI A CONFRONTO
Atelier
Qual è l'origine della straordinaria varietà di esseri viventi che popolano la Terra?
A prima vista sono possibili due risposte:
1. ipotesi della fissità delle specie - le varie forme di vita hanno avuto origine indipendentemente
una dall'altra e non hanno subito cambiamenti nel corso del tempo (ossia sono sempre state così
come oggi le vediamo),
2. ipotesi evolutiva - le diverse specie hanno avuto antenati comuni e derivano da essi per
evoluzione (cioè hanno subito una serie di cambiamenti nel tempo).
Vi sono indizi, fatti che sostengono l'una o l'altra ipotesi? A voi il compito di scoprirlo, lavorando a
questo atelier.
Postazioni:
1.
Una visita al Grand Canyon
eseguito?
2.
Differenze graduali nei fossili
eseguito?
3.
Lo sviluppo embrionale
eseguito?
4.
Le strutture omologhe
eseguito?
5.
Gli organi vestigiali
eseguito?
6.
Struttura cellulare e basi chimiche della vita
eseguito?
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.2 di 9
Postazione 1 : UNA VISITA AL GRAND CANYON
Durante le vacanze decidiamo di visitare il Grand Canyon, scendendo fino in fondo con una guida.
Sul nostro diario di viaggio annotiamo quanto segue:
"La guida ci dice che le prime rocce che si incontrano nella discesa hanno 200 milioni di anni. In esse abbiamo
potuto osservare tracce fossili di rettili, impronte di foglie di felce e di ali di insetti. Sebbene li abbiamo
cercati, non abbiamo però trovato alcun resto fossile di mammiferi o di uccelli.
A metà della discesa si incontrano rocce di 400 milioni di anni d'età: qui non si sono più potuti trovare fossili
di rettili: gli unici fossili di vertebrati che si possono rintracciare sono quelli di strani pesci corazzati. Dopo
un'altra ora di discesa, troviamo rocce vecchie di 500 milioni di anni. Qui abbiamo eseguito minuziose
ricerche, ma non c'era l'ombra di vertebrati fossili di alcun genere. Abbiamo trovato però i segni fossili di
alcune conchiglie e di vermi.
Infine, dopo essere scesi per una distanza verticale di 1600 m, siamo arrivati nella gola più bassa dove scorre il
Colorado, dove le rocce hanno un'età stimata a ben 2 miliardi di anni. Qui non abbiamo potuto vedere fossili.
La guida ci dice però che altrove, in rocce di questa età, si sono trovate tracce fossili di minuscoli organismi
unicellulari."
⇒ Aiutaci a completare lo schizzo sotto, mettendo al posto giusto i fossili osservati.
FOSSILI:
ETÀ DELLE
ROCCE (ANNI)
..........................................
200 mio. ←
..........................................
400 mio. ←
..........................................
500 mio. ←
..........................................
2 miliardi ←
⇒ Osserva l’età e la disposizione delle rocce: cosa noti?
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................................................................................................................................................................
⇒ Perché è così? (NB: il cartellone che trovi in questa postazione ti darà qualche suggerimento)
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⇒ Cosa puoi dire riguardo agli organismi elencati e al periodo della loro comparsa sulla Terra?
I rettili esistono da almeno ...
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.3 di 9
Postazione 2 : DIFFERENZE GRADUALI NEI FOSSILI
Facendo accurate scelte tra i fossili e riordinandoli per età, si possono a volte individuare delle
differenze graduali, in sequenza, entro un certo gruppo di esseri viventi. Uno degli esempi più
famosi è quello relativo agli animali simili al cavallo.
⇒ Prova a ricostruire la sequenza storica, abbinando alle date il giusto animale e le giuste ossa.
ANIMALE
OSSA
Oggi
13 milioni
di anni fa
25 milioni
di anni fa
36 milioni
di anni fa
50 milioni
di anni fa
⇒ In base all'ordine che hai stabilito, quali sequenze ti sembra di riconoscere?
Le dimensioni ..................................................................................................................................
Le dita ..............................................................................................................................................
⇒ Questa serie ordinata di differenze sostiene:
□ l’ipotesi della fissità delle specie
□ l’ipotesi evolutiva
Motivo:...............................................................................................................................................
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.4 di 9
Postazione 3 : LO SVILUPPO EMBRIONALE
In questa postazione ti viene richiesto di confrontare lo sviluppo embrionale di 6 animali, compreso
quello dell‘uomo.
Hai a disposizione 18 figure in ordine sparso, ognuna rappresentante uno stadio dello sviluppo
embrionale di uno di questi animali. Un’altra serie di immagini illustra le forme definitive degli
stessi.
⇒ Prova a ricostruire, a partire da questo materiale, lo sviluppo embrionale di ognuno di essi.
Un piccolo aiuto forse ti farà comodo: gli stadi per giungere alla forma definitiva sono tre e
ciascuno è contrassegnato dallo stesso colore.
Figura no.
Figura no.
Figura no.
Figura no.
Figura no.
Figura no.
pesce
anfibio
rettile
uccello
mammifero
mammifero
(uomo)
1° STADIO
colore: . . . . . .
2° STADIO
colore: . . . . . .
3° STADIO
colore: . . . . . .
FORMA
DEFINITIVA
Controlla se il risultato è corretto usando la scheda del docente.
⇒ Dove hai trovato le maggiori difficoltà nel compiere l’esercizio? Perché?
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.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
⇒ Quanto hai evidenziato secondo te sostiene:
□ l’ipotesi della fissità delle specie
□ l’ipotesi evolutiva
Motivo:............................................................................................................................................
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.5 di 9
Postazione 4 : LE STRUTTURE OMOLOGHE
a) Consideriamo gli organismi sotto. Essi hanno
estremità molto diverse gli uni dagli altri:
b) Ora osserva la struttura ossea dei
diversi arti anteriori:
⇒ C’è qualche somiglianza che ti colpisce, tra le diverse strutture ossee?
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
⇒Colora di giallo le ossa che ricordano l’omero, di rosso quelle che ricordano il radio e l’ulna,
di blu quelle che ricordano le falangi. Al termine ricopia dalla scheda del docente il nome che
gli studiosi hanno dato alle diverse ossa.
⇒ Quanto evidenziato sostiene:
□ l’ipotesi della fissità delle specie
□ l’ipotesi evolutiva
Motivo: ...........................................................................................................................................
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.6 di 9
Postazione 5 : GLI ORGANI VESTIGIALI
Muscoli auricolari
muscolo auricolare anteriore
muscolo auricolare superiore
L’immagine mostra i muscoli della testa
di un uomo. Osserva in particolare i
muscoli localizzati attorno all’orecchio,
detti muscoli auricolari. Essi permettono
ad alcuni di compiere piccoli movimenti
delle orecchie.
muscolo auricolare
posteriore
⇒ Che utilità hanno gli eventuali piccoli movimenti delle orecchie per l’uomo?
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⇒ Fai un esempio di un animale che possiede muscoli per muovere le orecchie più funzionali.
Che utilità ha per questo animale il movimento delle orecchie?
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⇒ Secondo te c’è una spiegazione per la presenza dei muscoli auricolari nell’uomo?
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Muscoli erettori dei peli
L’immagine accanto mostra un particolare della pelle
umana.
Ogni pelo è provvisto di un muscolo erettore (o
muscolo orripilatore). Se si ha freddo o si è sottoposti a
un violento stato emotivo (per es. paura) questi muscoli
si contraggono e modificano la posizione del pelo
(orripilazione): il risultato è la cosiddetta pelle d'oca.
⇒ Secondo te che utilità ha l’orripilazione per l’uomo?
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⇒ Secondo te c’è una spiegazione per la presenza dei muscoli orripilatori nell’uomo?
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(NB: se non riesci a trovare una risposta, chiedi suggerimenti al docente)
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.7 di 9
Postazione 6 : STRUTTURA CELLULARE E BASI CHIMICHE DELLA VITA
Al mondo vi è una moltitudine di organismi estremamente diversi gli uni dagli altri: si pensi solo
all'enorme differenza tra piante, animali (vertebrati e invertebrati), funghi e i vari unicellulari...
In questa postazione trovi delle schede con la descrizione di alcune caratteristiche di organismi
appartenenti a gruppi molto diversi.
⇒ Leggi le schede e confrontale: che cosa osservi?
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⇒ Elenca alcune delle caratteristiche comuni:
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⇒ Quanto evidenziato secondo te sostiene:
□ l’ipotesi della fissità delle specie
□ l’ipotesi evolutiva
Motivo:............................................................................................................................................
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.8 di 9
Postazione 7 : (Per chi ha terminato)
Leggi il seguente testo (liberamente tratto da: Luria S.E., Gould S.J., Singer S., "Una visione della
vita – Introduzione alla biologia", Zanichelli) e poi rispondi alla domanda sotto.
L'evoluzione degli esseri viventi, ossia il cambiamento degli organismi nel corso delle generazioni, è
oggi considerata un fatto assodato, supportato da numerose prove*. Si tratta di una nozione altrettanto
affidabile di qualsiasi altro fatto scientifico. Se volessimo metterla in dubbio, allora potremmo anche
dubitare del fatto che la Terra ruoti attorno al Sole o che l'acqua sia formata da idrogeno e ossigeno.
Tuttavia vi è chi contesta la validità dell'evoluzione, sostenendo che è solo una «teoria» e per giunta una
teoria errata. Ma una simile affermazione nasce dalla confusione tra fatti e teorie nella scienza.
Si deve tenere presente che le teorie sono idee che tentano di spiegare perché e in che modo nel mondo
determinati fatti si verificano ed interagiscono.
Facciamo un esempio. La mela cade al suolo: questo è un fatto. La teoria della gravitazione di Newton
tenta di spiegare perché ciò accade. La teoria della relatività di Einstein fornisce una spiegazione
migliore. Gli scienziati ragionano continuamente sulle teorie e talvolta le modificano completamente;
malgrado ciò il fatto resta (le mele continuano a cadere).
Allo stesso modo, l'evoluzione della vita è un fatto e le teorie dell’evoluzione tentano di spiegare come
ciò sia accaduto. La teoria della selezione naturale di Darwin sembra spiegare in modo soddisfacente
gran parte dei cambiamenti evolutivi; tuttavia essa e altre teorie rimangono argomento di un acceso
dibattito. Ma ciò non vuol dire che l'evoluzione sia una fantasticheria.
⇒ *Il testo dice che esistono delle prove che indicano che gli organismi viventi si sono evoluti
da predecessori comuni, ma non spiega quali sono queste prove. Ora che hai svolto l’atelier,
sapresti elencarne alcune?
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – pag.9 di 9
L'ORIGINE DELLE SPECIE VIVENTI
Conclusioni dell’atelier
Le specie che popolano la Terra sono stabili, fisse nel tempo oppure si modificano (evolvono),
dando luogo a specie diverse?
La nostra esperienza ci dice che dai gatti nascono gatti, dai ciliegi nascono ciliegi ecc.: essa sembra
dunque sostenere la fissità delle specie nel tempo. Inoltre molti esseri viventi della Terra (sia quelli
attuali sia quelli esistiti in tempi lontani) sono così diversi tra loro da fare pensare che non siano
imparentati.
Tuttavia, da un’analisi più attenta, emergono moltissimi fatti che sostengono l’evoluzione delle
specie da antenati comuni.
Quali sono queste prove?
La prova principale è costituita dal fatto che i fossili contenuti negli strati rocciosi più recenti
(solitamente i più superficiali) assomigliano di più alle piante e agli animali di oggi che non i
fossili contenuti negli strati più antichi (più profondi). Ciò suggerisce immediatamente l'idea di
una trasformazione graduale degli organismi (evoluzione).
-> vedi postazioni 1 e 2.
Inoltre negli organismi moderni osserviamo delle caratteristiche curiose, delle "stranezze", che
hanno un senso, sono comprensibili solo se vengono considerate come tracce della storia
evolutiva degli organismi stessi. Per esempio:
- Gli embrioni di animali appartenenti a gruppi molto diversi sono sorprendentemente simili.
Possiamo dare un senso a queste somiglianze immaginando che questi animali derivino
dagli stessi antichissimi antenati. -> vedi postazione 3.
-
La struttura di diversi organismi con stili di vita diversi presenta a volte sorprendenti
somiglianze: per es. l’ala di un uccello, la pinna di un delfino, il braccio di un uomo, pur
avendo funzioni e aspetto diversi, sono tutti costituiti con ossa simili. La struttura comune è
spiegabile come il riflesso della discendenza di tutti questi animali da un antenato che
possedeva queste ossa. -> vedi postazione 4.
-
Molte specie possiedono organi apparentemente non funzionali, spesso di dimensioni ridotte
o mancanti di parti essenziali (per es. muscoli auricolari e muscoli orripilatori nell’uomo).
La presenza di questi organi rudimentali trova una spiegazione se si ammette che essi sono
residui (vestigia) di organi ben sviluppati in lontani antenati, che si sono ridotti in seguito
all'adattamento a uno stile di vita che non ne richiedeva più la funzione (→ ricordo
dell'evoluzione). -> vedi postazione 5.
-
Le basi chimiche della vita, tra cui il DNA, determinate proteine, il codice genetico sono
sostanzialmente simili in tutti i viventi. È facile supporre che ciò rifletta la derivazione di
tutti gli esseri viventi dagli stessi antenati. -> vedi postazione 6.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 1
UNA VISITA AL GRAND CANYON
Il Grand Canyon, negli Stati Uniti, è la spaccatura più profonda che esista nella superficie terrestre.
Qui, il fiume Colorado si è scavato una via attraverso delle rocce disposte in strati orizzontali di
vario colore, dal rosso, al bruno, al giallo, al rosa. Si tratta per lo più di strati di arenaria o di
calcare, derivati dalla “cementificazione” di sedimenti depositatisi sul fondo di mari poco profondi,
che un tempo ricoprivano questa parte del continente nordamericano.
Il Grand Canyon è lungo 260 km, è profondo tra 1400 e 1700 m ed è largo da 10 a 20 km.
Vicino alla confluenza con la Toroweap il Grand
Canyon è una gola stretta.
In primo piano, una ripida parete incide le arenarie
rosse dell'Esplanade.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 1
La riva sud vista a metà altezza, dal sentiero che conduce a Yaki Point, sul fondo del canyon.
Il versante sud si presenta come uno spaccato di rocce sedimentarie disposte secondo una stratificazione orizzontale.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 2
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 3
MATERIALE PER POSTAZIONE 3 - Nota per il docente:
Stampare gli embrioni delle tre fasi di sviluppo in tre colori diversi, numerarli a caso, plastificare e ritagliare i singoli embrioni.
Alla postazione verrà messa una busta con le 18 tesserine colorate ottenute e la striscia con i 6 organismi sviluppati.
Si mette inoltre a disposizione una scheda con le fasi di sviluppo nell’ordine giusto, per autocorrezione.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 4
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 5
SUGGERIMENTO PER POSTAZIONE 5: L’ORRIPILAZIONE
Perché l’uomo possiede i muscoli per l’orripilazione, che non sembrano avere una grande utilità?
Forse ti può essere utile sapere che l’orripilazione avviene anche negli animali con la pelliccia, per i quali è un fenomeno importante per fornire
una protezione dell'animale dalla temperatura esterna: infatti il sollevamento dei peli aumenta lo strato d'aria isolante racchiuso nella
pelliccia.
Inoltre l’orripilazione, aumentando le dimensioni apparenti dell'animale, può essere un deterrente contro l’attacco da parte di eventuali predatori
o di conspecifici aggressivi.
FFSSS ...!
La scarsa peluria che ricopre il corpo umano non può dare questi vantaggi, tuttavia per la presenza dei muscoli orripilatori si può trovare una
spiegazione plausibile ....
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
1.Attività – materiale per postazione 6
MATERIALE PER POSTAZIONE 6 - Nota per il docente:
Nelle pagine seguenti c’è il materiale necessario per fabbricare 8 schedine formato A6 (fronte: immagine di un organismo –
retro: caratteristiche)
Fiorrancino
IN QUESTO ORGANISMO......
IN QUESTO ORGANISMO......
•
come unità fondamentale troviamo: la cellula
•
come unità fondamentale troviamo: la cellula
•
La struttura cellulare comprende :
•
La struttura cellulare comprende :
il nucleo, la membrana cellulare, il citoplasma (che contiene organelli
quali mitocondri, ribosomi, reticolo endoplasmatico, ecc.)
•
la sostanza che conserva le informazioni genetiche è:
il nucleo, la membrana cellulare, il citoplasma (che contiene organelli
quali mitocondri, ribosomi, reticolo endoplasmatico, ecc.)
•
DNA, localizzato nella cromatina, che si trovano nel nucleo
la sostanza che conserva le informazioni genetiche è:
DNA, localizzato nella cromatina, che si trovano nel nucleo
•
diverse proteine cellulari: sono molto simili a quelle dell’uomo
•
diverse proteine cellulari: sono molto simili a quelle dell’uomo
•
il codice genetico usato dalle cellule per "leggere” i geni:
•
il codice genetico usato dalle cellule per "leggere” i geni:
è praticamente uguale a quello usato dalle cellule dell’uomo
è praticamente uguale a quello usato dalle cellule dell’uomo
IN QUESTO ORGANISMO......
IN QUESTO ORGANISMO......
•
come unità fondamentale troviamo: la cellula
•
come unità fondamentale troviamo: la cellula
•
La struttura cellulare comprende :
•
La struttura cellulare comprende :
il nucleo, la membrana cellulare, il citoplasma (che contiene organelli
quali mitocondri, ribosomi, reticolo endoplasmatico, ecc.)
•
la sostanza che conserva le informazioni genetiche è:
il nucleo, la membrana cellulare, il citoplasma (che contiene organelli
quali mitocondri, ribosomi, reticolo endoplasmatico, ecc.)
•
DNA, localizzato nella cromatina, che si trovano nel nucleo
la sostanza che conserva le informazioni genetiche è:
DNA, localizzato nella cromatina, che si trovano nel nucleo
•
diverse proteine cellulari: sono molto simili a quelle dell’uomo
•
diverse proteine cellulari: sono molto simili a quelle dell’uomo
•
il codice genetico usato dalle cellule per "leggere” i geni:
•
il codice genetico usato dalle cellule per "leggere” i geni:
è praticamente uguale a quello usato dalle cellule dell’uomo
è praticamente uguale a quello usato dalle cellule dell’uomo
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (a) – pag.1 di 2
CLASSIFICAZIONE ED EVOLUZIONE DEGLI ORGANISMI
Gioco di simulazione
Premessa
Da sempre l'uomo cerca di ordinare gli organismi viventi in uno schema di classificazione. La
scienza che se ne occupa è la sistematica o tassonomia.
Prima che si diffondessero le idee sull’evoluzione, gli scienziati ritenevano la classificazione
semplicemente un mezzo per catalogare le diverse forme di vita e molti vi vedevano un riflesso del
pensiero divino.
Questa visione è cambiata drasticamente con l’affermarsi dell’evoluzionismo. Il compito della
sistematica è oggi quello di cercare di ordinare gli esseri viventi secondo la storia della loro
evoluzione.
Scopo della simulazione:
Avete a disposizione un gruppo di organismi immaginari chiamati Caminalcules. Si tratta di 12
specie "viventi" e 53 specie "fossili" (il numero tra parentesi è l'età in milioni di anni).
Dovete classificare questi organismi, trovando il grado di parentela tra le diverse specie e
ricostruendone l’evoluzione, in base all'età, alle somiglianze e alle differenze.
Procedimento:
•
Usate il foglio di carta A3 con le 20 linee orizzontali che avete ricevuto. Ogni linea indica un
intervallo di un milione di anni: quella in cima indica il presente (0 anni).
•
Iniziando con i "fossili" più vecchi, ordinare i Caminalcules secondo la loro evoluzione.
La figura sotto mostra come iniziare:
Avvertimenti:
a)
Le diramazioni devono coinvolgere solo due linee alla volta:
in questo modo
non in questo modo
b) Alcune forme «viventi» si possono trovare anche tra le specie «fossili».
c)
Alcuni reperti «fossili» possono mancare. Allo stesso modo alcune specie si sono estinte senza
lasciare discendenti.
d) I Caminalcules sono stati numerati a caso; i numeri non danno nessun indizio sulle fasi
evolutive.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (a) – pag.2 di 2
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (b) – pag.1 di 3
STORIA DELLA VITA SULLA TERRA
Gli strati di roccia che formano la crosta terrestre contengono molte informazioni sul passato: sono
come un libro molto voluminoso che narra la storia della Terra. Questa storia è stata divisa dai
geologi in grandi capitoli chiamati ere geologiche, che a loro volta sono state suddivise in periodi.
•
ERA PRECAMBRIANA:
È l'era più antica e più lunga: ha inizio con l’indurimento della crosta terrestre primitiva, dopo
la nascita della Terra avvenuta ca. 4.6 miliardi di anni fa. All’inizio non c’è vita, ma ben presto
nei mari compaiono i primi organismi unicellulari (le tracce di vita più antiche hanno più di
3.5 miliardi di anni). Grazie ad essi nell’atmosfera primitiva comincia ad accumularsi una
sostanza nuova: l’ossigeno. Verso la fine dell’era, compaiono anche semplici organismi
pluricellulari acquatici.
•
ERA PALEOZOICA o PRIMARIA:
Va da circa 570 milioni di anni fa fino a 225 milioni di anni fa ed è divisa in 6 periodi
(Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero e Permiano). È un’era
caratterizzata da un clima caldo e umido.
Dopo il grande sviluppo delle alghe comparvero le piante terrestri: prima i muschi, poi le
grandi felci, dalle quali ebbero origine i grandi giacimenti di carbone del mondo (periodo
carbonifero).
Per quanto riguarda gli animali, all’inizio dell’era comparvero tutti i principali tipi di
invertebrati, prima acquatici, poi terrestri. A metà dell’era comparvero i primi pesci, poi i
primi anfibi e ancora dopo, i primi rettili.
•
ERA MESOZOICA o SECONDARIA:
Da 225 a 65 milioni di anni fa. È stata divisa in 3 periodi (Triassico, Giurassico e Cretaceo). In
quest’era il clima è complessivamente caldo e secco.
Tra le piante, si diffondono le conifere, che formano estese foreste. Le prime piante con i fiori
compaiono solo nel Giurassico.
Quest’era coincide anche con lo sviluppo e il dominio dei grandi rettili. I dinosauri (il cui
nome significa “terribili lucertole”) furono i più giganteschi animali che popolarono la Terra.
Contemporaneamente in tutti i mari si sviluppano dei celebri molluschi: le ammoniti, fatte a
spirale come una molla di orologio. Esse si diffondono largamente per estinguersi
completamente verso la fine del mesozoico, proprio come i dinosauri. Nel Giurassico fanno la
loro comparsa i primi uccelli e i primi mammiferi.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (b) – pag.2 di 3
E' un'era di grande importanza nella storia naturale della Svizzera italiana: ad essa
appartengono le rocce sedimentarie (= quelle che si formano sul fondo del mare) del
Luganese e Mendrisiotto. Fossili comuni di queste rocce sono per es. le alghe, i coralli, i
molluschi (tra cui le ammoniti) e i ricci di mare.
•
ERA CENOZOICA (TERZIARIO e QUATERNARIO):
È divisa in due periodi, a volte considerati ere separate: il Terziario e il Quaternario.
Il Terziario si estende da 65 milioni a circa 2 milioni di anni fa. In clima è più freddo che in
precedenza. Si assiste a una grande espansione dei mammiferi e degli uccelli.
Il Quaternario, iniziato ca. 2 milioni di anni fa, si protrae fino a oggi ed è caratterizzato dalla
comparsa dell'uomo. È anche il periodo delle grandi calotte di ghiaccio che hanno coperto
l'Europa settentrionale, le Alpi e le zone circostanti. Le glaciazioni sono 5, di cui l'ultima
terminò circa 10'000 anni fa. I ghiacci modellarono le valli alpine, scavando le conche oggi
occupate per es. dal Ceresio e dal Lago Maggiore.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (b) – pag.3 di 3
LA LINEA DEL TEMPO
Basandoti sulla scheda precedente, suddividi la linea del tempo nelle diverse ere (NB: 10 milioni di anni = 4 mm).
Attribuisci ad ogni era un colore diverso e completa lo schema indicando i periodi e i fatti significativi di ogni era.
ERE:
oggi
570 mio. anni fa
PERIODI:
FATTI IMPORTANTI CHE CARATTERIZZANO LE VARIE ERE:
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (c) – pag.1 di 5
Esercizi di riflessione sul tema “Gli organismi e il loro ambiente di vita”
Esercizio 1:
a) Pensate a una rana, un orso bianco, un pesce, una scimmia, un cammello. Fate una lista dei
bisogni che devono soddisfare per potere sopravvivere.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b) Avete a disposizione 5 ambienti. Il deserto, il mare, la foresta tropicale, il polo Nord e il bosco
in prossimità di uno stagno.
In quali di questi mettereste gli animali sopraccitati?
Animale
Rana
Orso bianco
Pesce
Scimmia
Cammello
Ambiente
Con che criterio avete fatto l’abbinamento animale-ambiente? Spiegate in dettaglio la vostra scelta.
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---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ci sono abbinamenti impossibili? Quali e perché?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Che conclusioni potete trarre dalle riflessione fatte sopra?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Esiste un animale che potrebbere vivere ovunque? Quale? In che modo riesce a farlo?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (c) – pag.2 di 5
Esercizio 2:
Guardate attentamente la figura che rappresenta una colonia di pinguini.
Riflettete sulla domanda seguente: quali fattori potrebbero limitare la crescita della popolazione di
questi pinguini?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Secondo voi riusciranno a sopravvivere tutti? Perché?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Chi secondo voi avrà più probabilità di sopravvivere? Perché?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (c) – pag.3 di 5
Esercizio 3:
Guarda attentamente la figura sottostante:
La figura rappresenta in modo schematico la distribuzione della vegetazione sulla Terra in relazione
alla latitudine e all’altitudine. Che cosa puoi notare?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------A cosa potrebbero essere dovuti questi cambiamenti di vegetazione?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sapresti fare un esempio di due ambienti i cui tipi di vegetazione siano totalmente diversi fra loro?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Fai un esempio di un animale che potrebbe vivere in uno degli ambienti descritti. Potrebbe vivere
anche nell’altro? Perché?
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (c) – pag.4 di 5
Esercizio 4:
Guarda la cartina appesa alla lavagna. Essa rappresenta la Svizzera di 20'000 anni fa.
Ci sono delle differenze rispetto al paesaggio attuale? Quali?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Pensi che gli esseri viventi che 20'000 anni fa popolavano la Svizzera avessero le stesse
caratteristiche di quelli di oggi? Perché?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Che conclusioni puoi trarre da queste riflessioni?
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Secondo te è possibile che il paesaggio attuale cambi ancora? Se cambiasse il paesaggio quale credi
sarà la reazione degli esseri viventi che lo abitano?
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
2.Attività, variante (c) – pag.5 di 5
NOTE PER IL DOCENTE:
ESERCIZIO 2: Spunti di riflessione da dare ai ragazzi in difficoltà.
Lo spazio potrebbe essere un fattore limitante? In che modo? Lo è di più per gli animali o per le
piante? Perché?
La quantità di cibo disponibile potrebbe influire? Spazio e cibo disponibile sono correlati? In che
modo?
La predazione? Le popolazioni sono controllate dai predatori? In che modo? Potreste fare un
esempio di predatore dei pinguini? Il predatore è a sua volta limitato dai pinguini? In che modo?
La temperatura potrebbe essere un fattore limitante? In che modo? Questi pinguini potrebbero
vivere nel deserto? Perché?
La competizione intraspecifica (è spesso in relazione con la disponibilità di spazio)? La
competizione interspecifica?
ESERCIZIO 3:
La temperatura ambientale ha un’importanza fondamentale per la distribuzione degli organismi. In
linea di massima la temperatura varia con l’altitudine e la latitudine, e, precisamente, diminuisce
man mano che ci si sposta dal livello del mare verso l’alto e dall’equatore verso i poli. Le
differenze di temperatura insieme ad altri fattori quali il vento e l’umidità hanno una grande
influenza sulla distribuzione delle diverse forme di vita.
Un aumento di altitudine determina una successione simile a quella dovuta ad un aumento di
latitudine. La temperatura è poi in relazione con le migrazioni di animali.
ESERCIZIO 4:
Per questo esercizio si può utilizzare la cartina a pag. 13 dell’Atlante mondiale svizzero - ed. 1994,
relativa alla glaciazione nell’area alpina.
Negli ultimi due milioni di anni numerose glaciazioni si sono susseguite, intervallate da periodi
relativamente brevi di caldo. La temperatura media globale era mediamente 7/8 °C inferiore
rispetto ai livelli attuali, ma con importanti differenze fra l’Equatore (-1/-2 °C rispetto ad oggi), le
zone tropicali (-4/-5 °C) e le zone boreali (-12/-14 °C, con punte anche notevolmente inferiori nelle
zone allora coperte dai ghiacci). Le cause di queste fluttuazioni termiche sono oggetto di dibattito,
ma la teoria che ottiene maggior consenso è quella astronomica.
Ventunomila anni fa la Terra si trovava nel cuore dell'ultima glaciazione (Würm). Quaranta milioni
di chilometri quadrati della superficie terrestre, pari a circa il 25% dell’estensione continentale,
erano ricoperti dai ghiacciai.
L'Europa era dominata dal blocco glaciale scandinavo che, grazie anche al basso livello dei mari,
giungeva fino all'attuale Gran Bretagna. In prossimità della Scandinavia il ghiaccio raggiungeva
lo spessore massimo di circa 3.000 metri e si assottigliava verso est arrivando fino al mare di
Barents e alla penisola di Kara, mentre più a sud, nelle principali vallate alpine lo spessore del
ghiaccio era di circa 1800 metri.
La presenza di tali imponenti calotte glaciali aveva un enorme impatto nelle configurazioni
climatiche dell’epoca. Anche la circolazione oceanica era sconvolta rispetto ai canoni attuali.
La presenza di ghiacci marini ad una latitudine così meridionale indica una temperatura marina
molto bassa e una traiettoria della Corrente del Golfo con radicali differenze.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
3.Attività – pag.1 di 1
PREDE E PREDATORI
Gioco di simulazione dei meccanismi della selezione naturale
I quadratini di carta verde, blu e gialla rappresentano tre tipi di insetti che hanno colonizzato da
poco il prato a disposizione per questo esercizio. Uno di voi è un merlo affamato che cerca tra
l‘erba insetti da mangiare.
Il predatore cerca di catturare quanti più insetti possibile in 30 secondi (non importa il colore, basta
mangiare!). Un compagno prende il tempo.
IMPORTANTE: PROCEDERE DELICATAMENTE, SENZA DANNEGGIARE IL
PRATO!
PRENDERE UNA SOLA PREDA PER VOLTA
(NON A MANCIATE!)
Al termine, contare gli insetti catturati, suddividendoli per colore, e annotare i dati nella tabella.
Ripetere l'esercizio, scambiandosi i ruoli.
Tabella dei risultati
Merlo A
Merlo B
Merlo C
Merlo D
Merlo E
TOTALE
(risultato di
tutti i merli)
No. insetti catturati
di colore GIALLO
No. insetti catturati
di colore VERDE
No. insetti catturati
di colore BLU
No. insetti catturati
in TOTALE
1)
Che colore hanno gli insetti catturati in maggior numero? ………………………………….
2)
Che colore hanno gli insetti catturati in minor numero? …………………………………….
3)
Che cosa succederà con il passare del tempo agli insetti che vivono in questo prato e perché?
Spiega bene, facendo riferimento alla selezione naturale.
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…………………………………………………………………………………………………
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4)
La comparsa del colore verde negli insetti è dovuta alla selezione naturale oppure no?
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
4.Attività, esempio 1 – pag.1 di 1
ANALISI DI UNA SITUAZIONE REALE
La betulla e la farfalla Biston betularia
La Biston betularia è una farfalla notturna che vive sulle betulle; la popolazione è composta di
individui chiari e individui scuri.
Il materiale a disposizione intende illustrare un fenomeno realmente osservato in Inghilterra nel
secolo scorso.
Leggi bene le domande e rispondi:
1)
Osserva la corteccia delle betulle, prima e dopo la rivoluzione industriale: che
differenza c’è? A cosa potrebbe essere dovuto questo cambiamento?
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2)
Conta gli individui chiari e gli individui scuri di Biston betularia prima e dopo la
rivoluzione industriale: cosa osservi?
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Disegno:
3)
A cosa potrebbe essere dovuto questo fatto?
[NB: si sa che il colore della farfalla è una caratteristica ereditaria!]
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
4.Attività, esempio 2 – pag.1 di 2
ESERCIZIO
Dei ricercatori hanno recentemente analizzato la conformazione della conchiglia di una lumaca
(Littorina obtusata) di mare del Nord America. Agli inizi del 1900 il guscio era fine e contenente
molti avvolgimenti, mentre nel 1982 nella stessa regione le lumache avevano un guscio con uno
spessore maggiore ma con un minor numero di avvolgimenti (vedasi figura 1).
Guscio di una lumaca
trovato nel 1871.
Notare il guscio fine ma
con molti avvolgimenti.
Guscio di una lumaca
trovato nel 1982.
Notare il guscio robusto ma
con pochi avvolgimenti.
Si sa che prima del 1900 queste zone non erano ancora state colonizzate da un granchio della specie
Carcinus maenas.
Per verificare una possibile relazione tra la presenza del granchio e la morfologia del guscio della
lumaca, i ricercatori eseguirono la seguente esperienza: due popolazione di lumache, una dal guscio
fine e con molti avvolgimenti e l’altra dal guscio spesso e con pochi avvolgimenti, furono
trapiantate in tre distinte zone che differivano nell’abbondanza di Carcinus maenas. La regione di
Gleason Point aveva un’alta popolazione del granchio; la regione di Sipp Bay una popolazione
numericamente intermedia, mentre la regione di Timber Cove non ospitava il granchio. Fu poi
determinata la percentuale di lumache delle due popolazioni che sopravvivevano nelle tre zone. I
grafici sono riportati sotto.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
4.Attività, esempio 2 – pag.2 di 2
Grafici rappresentanti la percentuale (in verticale) di lumache che sopravvivono nelle varie zone
dopo 6, 9 e 16 giorni.
Popolazione di lumache dal guscio robusto e con pochi avvolgimenti,
{ popolazione di lumache dal guscio fine e con molti avvolgimenti.
1. Quale popolazione di lumache sopravvive meglio nella regione di Gleason Point?
…………………………………………………………………………………………………………
2. Quale popolazione di lumache sopravvive meglio nella regione di Sipp Bay?
…………………………………………………………………………………………………………
3. Quale popolazione di lumache sopravvive meglio nella regione di Timber Cove?
…………………………………………………………………………………………………………
4. Quale conclusione può essere tratta riguardo al tipo di popolazione di lumache che sopravvive e
la presenza di granchi nelle varie zone?
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…………………………………………………………………………………………………………
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5. Quale tipo di lumaca viveva originariamente nei mari del Nord America?
…………………………………………………………………………………………………………
6. Quale tipo di lumaca vive ora nei mari del Nord America?
…………………………………………………………………………………………………………
7. Da dove si è originata la lumaca oggi vivente?
…………………………………………………………………………………………………………
8. Quale meccanismo ha portato al cambiamento di popolazione di lumache oggi presenti nei mari
del Nord America?
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
Attività “X” – pag.1 di 3
LA SELEZIONE ARTIFICIALE
Allevando animali e coltivando piante per millenni, l'uomo è riuscito ad ottenere varietà di animali e
vegetali con le caratteristiche genetiche più adatte ai propri scopi. Come? Attraverso la selezione
artificiale.
Per capire di che si tratta, leggi la seguente storia e cerca poi di completare la definizione in basso.
1. Nella fattoria di Seth Wright, nel New
England, nacque nel 1791 uno strano montone:
aveva zampe corte e storte.
(probabilmente è avvenuta una ............................
.............................................................................)
3. Così Seth decise di far accoppiare il montone.
E in effetti, tra i piccoli nati, ve ne erano anche
due con zampe corte e storte.
2. Ciò indusse Seth a riflettere: se quella
caratteristica delle zampe era ereditaria e fosse
riuscito ad ottenere un intero gregge con zampe
corte, allora non sarebbero più state necessarie
quelle staccionate così alte attorno alla fattoria, con
risparmio sulle spese di recinzione.
4. Incrociando assieme queste pecore a zampe
corte, alla fine Seth ne ottenne un'intero gregge:
la cosiddetta razza Ancon.
LA SELEZIONE ARTIFICIALE consiste nel ................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
Attività “X” – pag.2 di 3
Esercizio: selezione naturale e selezione artificiale a confronto
Che cos’hanno in comune e cos’hanno di profondamente diverso i due tipi di selezione? Partendo
da due esempi concreti, analizza e confronta le caratteristiche di selezione artificiale e naturale .
Esempio di selezione naturale: .......................................................................................................
SCHEMA
SELEZIONE NATURALE
chi la fa? ...........................
scopi? ....................................
situazione iniziale
situazione finale
Esempio di selezione artificiale: ........................................................................................................
SCHEMA
SELEZIONE ARTIFICIALE
chi la fa? ...........................
scopi? ....................................
situazione iniziale
situazione finale
Dal confronto tra i due tipi di selezione emerge che:
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione – allegati (v.10.9.06)
Attività “X” – pag.3 di 3
NOTA PER IL DOCENTE
Suggerimenti ai ragazzi in difficoltà:
Basta disegnare un solo individuo o bisogna disegnarne tanti? Perché?
nei 2 casi:
-
a cosa è dovuta la varietà iniziale?
-
Chi / che cosa fa la selezione?
-
Quali sono gli scopi? Ci sono scopi in entrambi i casi?
-
Quali sono i risultati?
Dovrebbe emergere che, in entrambi i casi, la varietà nella popolazione è essenziale perché la
selezione possa agire; al contrario della selez. artificiale, la selez. naturale non persegue alcuno
scopo e, del tutto automaticamente, il risultato è un adattamento all’ambiente.
-> Secondo la teoria della selezione naturale, l’evoluzione va alla cieca, senza alcun progetto.
