“Non è la specie più forte
che sopravvive
né la più intelligente
ma quella più ricettiva
ai cambiamenti”
Charles Darwin (1809- 1882)
L’evoluzione secondo
LAMARCK (1744-1829)
1. Gli antenati delle giraffe erano come le antilopi
con il collo corto: ma alcune di esse desideravano
mangiare le foglie degli alberi, perciò si sono
sforzati di allungare il collo per raggiungerle.
2. Per effetto di questo desiderio il collo durante la
vita si è effettivamente allungato.
3. Questo allungamento del collo, avvenuto durante
la vita, si trasmette ai figli.
4. L'allungamento del collo è stato graduale e
continuo.
L’evoluzione secondo
DARWIN (1809- 1882)
1.
Gli alberi della savana (ambiente di vita) si
sarebbero modificati crescendo in altezza;
2. Nella popolazione di giraffe presenti nella
savana ci sarebbero stati individui dal collo
alto, altri dal collo medio, altri ancora dal
collo corto (variabilità individuale)
3. Solo le giraffe dal collo lungo avrebbero
potuto resistere e mangiare in quell’ambiente
dagli alberi alti; le altre giraffe dal collo
medio o corto sarebbero morte o avrebbero
dovuto emigrare;
4. Solo le giraffe dal collo lungo avrebbero
potuto riprodursi in quell’ambiente
trasmettendo le proprie caratteristiche
genotipiche alla progenie
Il viaggio con il Beagle
Nel suo viaggio intorno al mondo Darwin gettò le basi della sua teoria
dell’evoluzione
Durante il suo viaggio durato cinque anni (1831-1836) sul brigantino
inglese Beagle, Darwin osservò le somiglianze tra organismi viventi e
fossili e la diversità della vita.
Le osservazioni di Darwin
Durante il suo viaggio e per tutto il resto della sua vita, Darwin annotò
tutto quello che era riuscito a scoprire in una serie di taccuini,
decidendo, però di tenere nascosti i suoi scritti per oltre 20 anni.
Stando a questi scritti, prima di
partire Darwin era convinto che il
concetto di specie eterna e
immutabile fosse quello che meglio
descriveva la natura.
Durante il viaggio, però, cominciò a
porsi delle domande e, una volta
tornato in Inghilterra, si convinse
che le specie cambiano per
adeguarsi alle variazioni degli
ambienti in cui vivono.
Le osservazioni di Darwin
Quando sulle coste
dell’Uruguay e più a sud sulla
costa dell’Argentina scopre
sepolte nel terreno le ossa di
creature enormi, all’inizio non
sa cosa ha scoperto ma
comincia a notare uno schema
che lo colpisce: uno dei
ritrovamenti, il Gliptodonte,
sembra la versione gigantesca
di una creatura che vede
ovunque intorno a sé:
l’armadillo.
Gliptodonte: fossile
Armadillo
Il Beagle si dirige verso nord: Darwin geologo
Darwin percorre a piedi la parte interna del continente, valica gli alti passi
delle Ande, sale a oltre 3000 m fino ad un passo vicino al confine tra Cile e
Argentina.
Qui Darwin trova fossili di ostrica, molluschi che vivono in acque poco profonde
(databili a più di 150 milioni di anni fa, dell’era giurassica) a più di 150 km dalla
costa e a quasi 3 km sul livello del mare.
Gli strati rocciosi sono pieni di fossili, sovrapposti l’un l’altro per uno spessore
di un km e mezzo.
Darwin intuisce che queste rocce
devono aver fatto parte di un
fondale marino anche se ora sono in
cima a queste montagne.
Solo un mese prima, Darwin aveva
assistito ad un potente terremoto
che aveva raso al suolo interi villaggi
vicini e aveva visitato la città di
Concepción dove notò che la costa si
era sollevata di parecchi metri.
1835 Galapagos
L’attenzione di Darwin fu attirata anche dalla differenza nella forma delle corazze delle
tartarughe giganti, diverse da un’isola all’altra, tanto che la gente del luogo era in grado
di stabilire da quale isola provenisse la tartaruga osservando la forma della corazza.
carapace più aperto adatto in
ambienti aridi con con rovi e
cactus
carapace chiuso adatto ad
attraversare una vegetazione fitta
Come si formano le nuove specie?
• Darwin comprese che la produzione di un numero di discendenti
maggiore di quello che l’ambiente può sostenere porta ad una
lotta per l’esistenza.
• Comprende anche che la lotta per la sopravvivenza può verificarsi
non solo tra specie diverse ma anche tra creature della stessa
specie: il risultato di tutto ciò è la formazione di una nuova
specie.
• Le prove raccolte avevano indotto Darwin ritenere che gli
organismi oggi viventi sulla Terra discendono da specie
ancestrali.
Come agisce la selezione naturale
Per esempio :
1. Variabilità nei caratteri: alcuni coleotteri sono verdi
e altri marroni.
2. Differenze nella riproduzione. Poiché l’ambiente non
può sostenere una crescita illimitata della popolazione,
non tutti gli individui si riproducono secondo il loro
pieno potenziale. In questo esempio, gran parte dei
coleotteri verdi sono mangiati dagli uccelli e quindi si
riproducono meno di quelli marroni.
3. Ereditarietà. I coleotteri marroni che sopravvivono
producono prole marrone perché questo carattere ha
basi genetiche.
4. Risultato finale: il tratto più vantaggioso, la
colorazione marrone, che permette ai coleotteri di
avere un numero maggiore di discendenti, diventa più
comune nella popolazione dei coleotteri. Se questo
processo continua, alla fine tutti gli individui della
popolazione saranno marroni.
Selezione direzionale: aumenta il numero di individui con una
caratteristica genotipica: viene sostituito gradualmente un gruppo
di alleli con un altro
Selezione in atto: Biston betularia
Biston betularia : farfalla comune nell’Inghilterra meridionale, questo insetto ha l’abitudine di riposare durante il
giorno sul tronco delle betulle. Nei secoli scorsi le cortecce erano chiare e questa farfalla, si mimetizza bene su questo
sfondo. Talvolta nasceva una Biston melanica(di colore scuro), ma erano casi rari che venivano individuati e divorati
dagli uccelli . Nel 1848, nei pressi di Manchester, solo l’1% delle farfalle di questa specie era in forma melanica.
Successivamente a causa dei fumi delle industrie i tronchi si coprirono di fumo nero rendendo quasi tutte le Biston ben
visibili sulla corteccia scura. Comincia allora, un nuovo tipo di selezione naturale che penalizzava gli individui chiari
favorendo quelli scuri, meno visibili.
Nel 1898 la percentuale della Biston melaniche nei dintorni di Manchester era salita al 90%.
Oggi i tronchi degli alberi sono di nuovo chiari e la situazione anche dal punto di vista degli insetti, è di nuovo simile
a quella di un secolo e mezzo fa.
Prove a favore dell’evoluzione: la selezione artificiale
Darwin osservò che gli allevatori sceglievano come riproduttori gli individui con i caratteri
desiderati e, così facendo, svolgevano il ruolo che in natura è svolto dall’ambiente.
Osservò che in breve tempo la selezione artificiale in una specie poteva produrre un gran
numero di cambiamenti e ne dedusse che, nell’arco di migliaia di generazioni, anche la
selezione naturale avrebbe potuto produrre cambiamenti significativi.
8 razze di cani ottenute mediante selezione artificiale
Incroci condotti dall’uomo
per migliaia di anni
(selezione artificiale)
Cane ancestrale (simile al lupo)
• Secondo Darwin le diverse forme di vita si sono quindi
originate, attraverso successive modificazioni, da un antenato
comune.
• Il meccanismo che ha portato alla formazione delle diverse
specie è stato la selezione naturale.
Cinque specie di canidi risultato di milioni di anni di selezione naturale
Licaone
Coyote
Lupo
Volpe
Selezione naturale
avvenuta
nel corso di milioni di anni
Canide ancestrale
Sciacallo
Prove a favore dell’evoluzione: lo studio dei fossili
Quando l’organismo muore le sostanze
organiche vanno incontro a rapida
decomposizione, ma le parti dure degli
animali (come ossa e denti dei
vertebrati e conchiglie dei molluschi)
che sono ricche di minerali sono
trasformate in roccia mediante un
processo detto di mineralizzazione che
avviene quando i sali disciolti nelle
acque del suolo penetrano nei tessuti e
degli organismi morti e si sostituiscono
al materiale organico.
La storia evolutiva del cavallo
Secondo la visione evolutiva della
vita, dovrebbe essere possibile
trovare nella documentazione
fossile alcuni collegamenti tra gli
organismi estinti e le specie che
vivono oggi.
In effetti il ritrovamento di
diverse serie di fossili ha permesso
ai paleontologi di ricostruire la
storia evolutiva di diversi animali
come ad esempio il cavallo:
l’antenato più antico,
l’Hyracotherium, vissuto circa 60
milioni di anni fa aveva la taglia di
un cane e arti con dita e
polpastrelli.
La storia evolutiva della balena: ritorno all’acqua
Le balene attuali derivano
dall’evoluzione di mammiferi a
quattro arti che vivevano sulla
terraferma 55 milioni di anni fa.
Esse conservano, però, gli arti
anteriori trasformati in “pinne” e
due residui delle ossa di arti
posteriori che indicano una
derivazione da animali quadrupedi.
Basilosaurus
Le prove dell’evoluzione: ORGANI OMOLOGHI
Sono strutture anatomiche che si ritrovano in specie diverse,
che hanno funzioni diverse ma strutture identiche.
Gli arti anteriori di tutti i mammiferi sono costituiti dalle stesse parti scheletriche: le
braccia dell’uomo, le zampe del gatto, le pinne della balena e le ali del pipistrello hanno
tutte la stessa struttura ossea.
Tutti questi arti derivano da un arto ancestrale, presente in un antenato comune, che si
è poi specializzato a svolgere, nei diversi animali, attività particolari come il volo, la
corsa, il nuoto, la presa.
ORGANI OMOLOGHI DI ALCUNI MAMMIFERI
Uomo
Gatto
Balena
Pipistrello
L’evoluzione biologica
L’alba della vita
Le più antiche impronte della
vita sulla Terra sono state
trovate in rocce vecchie di
3800 milioni di anni da
microscopici organismi viventi
che si possono considerare
batteri.
Un momento fondamentale
nella storia della vita è
rappresentato dalla comparsa
dei cianobatteri, o alghe
azzurre.
Ore 23.58
Ore 23.40
Ore 23
La storia della Terra può essere
raffigurata come un orologio,
dove il Precambriano occupa quasi
il 90% del Tempo Geologico.
L'Uomo compare qualche secondo
prima della mezzanotte.
Ore 21.20
Ore 6
Ore 0
230 m.a.
Prezoico:4600 m.a.
Formazione Terra
