Versione 2.0 – 22 settembre 2006
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione
Chiara Della Bruna Büchler, Bellinzona
settembre 2006
Indice
pag.
Punti importanti da tenere presente nell’affrontare l’argomento
2
Evoluzione e teorie evoluzioniste
2
Implicazioni della teoria della selezione naturale
2
Per un approfondimento
2
Obiettivi conoscitivi
3
Proposta di percorso
3
1.Attività: Evoluzione o fissità delle specie? Due ipotesi a confronto (atelier)
3
2.Attività:
- Variante (a): Classificazione e albero evolutivo (gioco di simulazione con i Caminalcules)
4
- Variante (b): Storia della vita sulla Terra
5
- Variante (c): Riflessione sulla relazione tra esseri viventi e il loro ambiente
5
3.Attività: La teoria della selezione naturale: simulazione
6
4.Attività: La teoria della selezione naturale: analisi di una situazione reale
6
Per chi avesse ancora del tempo.....
7
Attività “X”: Confronto tra selezione naturale e selezione artificiale
7
Allegati
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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Punti importanti da tenere presente nell’affrontare l’argomento
Evoluzione e teorie evoluzioniste
L'evoluzione degli esseri viventi da antenati comuni è oggi considerata un fatto assodato,
supportato da talmente tante prove indiziarie che nessuno che abbia accesso ai dati scientifici lo
mette più in discussione. Del resto, l’evoluzione è una pietra miliare della biologia moderna: in
biologia, niente ha senso se non si considera sotto il prisma dell'evoluzione.
Se l'evoluzione è un fatto, le cause del fenomeno rimangono argomento di un acceso dibattito.
Oggi, nel mondo scientifico, a fianco delle teorie di stampo darwinista si va discutendo anche di
alcune altre teorie.
Per maggior chiarezza, non bisognerebbe contrapporre all’evoluzionismo il termine “creazionismo”
(che nulla ha a che vedere con la scienza), ma parlare piuttosto di “fissismo”. Fissismo e
evoluzionismo sono teorie scientifiche (la prima ormai superata), che non sono necessariamente
da collegare, risp. da contrapporre alla teologia (la posizione ufficiale della Chiesa cattolica è
emblematica: pur non condividendo il neodarwinismo per le sue implicazioni filosofiche, essa non
si oppone all’idea che sia avvenuta un’evoluzione).
Implicazioni della teoria della selezione naturale
È utile ricordare che secondo la teoria neodarwinista l’evoluzione è guidata dal caso e dalla
selezione naturale e quindi:
- non ha un fine (non c’è alcun progetto);
- la vita non si muove affatto da stati “inferiori” a stati “superiori”: non vi è alcuna tendenza verso
uno sviluppo progressivo / verso forme di maggior complessità. Questa tendenza è invece
postulata da altre teorie evolutive.
Per un approfondimento
• Luria, Gould, Singer, “Una visione della vita – Intruduzione alla biologia”, Zanichelli (parte E –
Biologia evoluzionistica)
• Sito generale sull’evoluzione, con molti links: http://site.voila.fr/levolution/theorie.htm
• Sito francese realizzato dal CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique):
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/accueil.html
• Dispense del corso “Evoluzione e Dio” tenutosi alla Pontificia università gregoriana nel 2003-04,
scaricabili dal sito http://www.stoqnet.org/italian/gre_corsi.html
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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Obiettivi conoscitivi
Considerato che il tempo a disposizione per la trattazione del tema è limitato, propongo di
perseguire i seguenti obiettivi conoscitivi minimi:
•
Conoscere alcune delle numerosissime prove che sostengono la derivazione degli esseri
viventi attuali da progenitori comuni attraverso un processo storico di modificazione delle
specie (detto evoluzione).
•
Sapere che la selezione naturale è il fenomeno per il quale l’ambiente locale favorisce la
sopravvivenza e la riproduzione degli organismi con le caratteristiche più adatte a quello
stesso ambiente.
•
Sapere che, secondo la teoria evolutiva neodarwinista, la variabilità dei caratteri ereditari
(legata alle mutazioni casuali e alla riproduzione sessuata) e la selezione naturale sono
responsabili dell’evoluzione.
Proposta di percorso
Per raggiungere i suddetti obiettivi conoscitivi restando nel tempo disponibile per la trattazione del
tema (10 ore), ho scelto di proporre un percorso didattico comprendente quattro attività, con
qualche variante a scelta. È inteso tuttavia che se un insegnante preferisse seguire un’altra strada
e adottare solo qualche proposta oppure nessuna, è libero di farlo.
Nota: I materiali presentati sono stati in gran parte elaborati a più mani e in alcuni casi gentilmente
messi a disposizione da colleghi. Un sentito grazie in particolare a Vania Della Chiesa, Franca
Donati, Vanessa Ferrari, Anne-Sophie Genini, Evelyn Guglielmetti, Wladislav Ivancev, Lorenza
Jogna, Giovanni Miranda, Oscar Monga e Jonathan Stampanoni.
1.Attività: Evoluzione o fissità delle specie? Due ipotesi a confronto (atelier)
Introdurre il tema sondando le concezioni degli allievi - in genere l’idea di evoluzione è ritenuta
ovvia ed è sostenuta in modo dogmatico. Occorre cercare di rendere i ragazzi attenti a questo fatto
e sottolineare che la nostra esperienza quotidiana sembra piuttosto sostenere il fissismo, in quanto
essa ci mostra che individui di una data specie generano sempre individui della stessa specie:
quali sono dunque i fatti che depongono a favore dell’evoluzione?
Al termine del lavoro a postazioni gli allievi dovrebbero essere in grado di indicare alcuni fatti che
sostengono l’evoluzione e la derivazione da antenati comuni.
(tempo previsto: 3 ore)1
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Tuttavia l’attività può venire facilmente scorporata e ridimensionata a discrezione del docente, dato che
essa è composta di esercizi indipendenti.
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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2.Attività:
A questo punto del percorso mi sembra interessante inserire una delle seguenti attività, a scelta.
Le tre varianti proposte perseguono chiaramente obiettivi diversi, ma ognuna mette l’accento su un
qualche aspetto importante relativo all’evoluzione: vuoi sulla ricostruzione delle relazioni filogenetiche tra organismi (variante a), vuoi sulla storia della vita sulla Terra e sui tempi dei processi
evolutivi (variante b), vuoi sulla stretta relazione tra gli organismi e il loro ambiente (variante c).
- Variante (a): Classificazione e “albero evolutivo” (gioco di simulazione con i
Caminalcules)
Gli allievi hanno a disposizione dei disegni che rappresentano degli animali immaginari (“fossili” e
“viventi”) chiamati Caminalcules, ideati dal biologo evoluzionista Joseph Camin. I ragazzi, a gruppi,
devono ricostruirne l’evoluzione (l’attività è tratta da una proposta di R. P. Gendron, dell’Indiana
University of Pennsylvania).
L’esercizio offre la possibilità di:
•
•
•
•
•
•
capire il compito della sistematica;
capire che gli schemi evolutivi riportati nei libri non sono sempre uguali perché si tratta di
ricostruzioni dei fatti basate sugli elementi disponibili; la scoperta di nuovi elementi può portare
inoltre a una revisione delle idee;
accennare al fatto che la sistematica oggi non confronta solo i fossili e la struttura morfologica,
ma considera anche caratteristiche comportamentali, fisiologiche e molecolari (in particolare si
fanno confronti tra sequenze di acidi nucleici o di certe proteine);
discutere sul concetto di “specie” (vi sono Caminalcules che si possono incrociare? dov’è il
confine tra una specie e l’altra? ...)
discutere sul possibile ambiente di vita dei vari animali, sul concetto di adattamento, sui
possibili motivi delle estinzioni
........
Dato lo scarso tempo a disposizione toccherà al docente scegliere su cosa puntare in particolare.2
Indicazioni pratiche per il docente:
I Caminalcules che ho allegato nel materiale per le attività hanno le dimensioni giuste per essere
incollati su un foglio A3 che riporti una linea del tempo in scala 2 cm = 1 mio. di anni (in questo
modo i lavori finiti possono essere facilmente ridotti a un A4 da distribuire agli allievi per la
discussione).
(tempo previsto: 3 ore)
A chi ritenesse questa proposta interessante ma troppo impegnativa in termini di tempo, si segnala
un’attività simile ma più breve, relativa all’evoluzione di animali immaginari del genere Barbellus. Tale attività
è descritta in http://www.gesn.ch/mat_didattico/mat_didattico.htm, sotto il titolo “Caminalcules: un gioco
sull’evoluzione - indicazioni per il docente” (in inglese).
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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- Variante (b): Storia della vita sulla Terra
Gli allievi ricevono una scheda con riassunte le tappe essenziali della storia della vita nelle diverse
ere geologiche, ricostruite in base alle scoperte scientifiche paleontologiche e geologiche. Ognuno
deve quindi allestire una linea del tempo in una scala data (4 mm ogni 10 mio di anni) riportando i
fatti principali.
L’attività ha il pregio di mettere in chiara evidenza il tempo che i meccanismi evolutivi hanno a
disposizione per agire.3 La dimensione temporale visualizzata in questo modo solitamente
sorprende non poco gli allievi (più di “180 cm” di storia della Terra, di cui meno di “1 mm”
rappresenta la storia dell’umanità) e permette di relativizzare l’apparente fissità delle specie che
sperimentiamo nella nostra vita.
Inoltre dallo schema emerge il fatto che i viventi, dopo una lunghissima fase di scarsa
differenziazione morfologica, sembrano essere stati “investiti” dall’evoluzione, per così dire
all’improvviso, all’inizio del Paleozoico (→esplosione cambriana). Con ciò si può sottolineare che la
divisione in ere è stata fatta tenendo conto anche dei ritrovamenti fossili: così, per esempio, la fine
del Paleozoico e del Mesozoico sono caratterizzate da grandi estinzioni, seguite dallo sviluppo
relativamente rapido di nuove forme di vita.
Indicazioni pratiche per il docente:
Per allestire la linea del tempo (e in particolare per l’era più antica) si può usare la carta per
mascheratura per lavori di pittore, venduta in rotoli nei negozi del “fai da te”. La striscia di carta
ottenuta viene incollata dall’allievo in fondo alla scheda dell’esercitazione.
(tempo previsto: 2-3 ore)
- Variante (c): Riflessione sulla relazione tra esseri viventi e il loro ambiente
Ai ragazzi viene proposta una serie di esercizi di riflessione (messi cortesemente a disposizione da
Franca Donati) che dovrebbe portarli a riconoscere la stretta relazione tra i viventi e il loro
ambiente. In particolare dovrebbe emergere che:
•
le specie viventi hanno esigenze diverse che possono essere soddisfatte da ambienti diversi
(in altre parole gli organismi sono adatti al proprio ambiente);
•
in una determinata popolazione, gli individui più adatti al proprio ambiente sono i più forti nel
senso che hanno maggiori possibilità di sopravvivenza;
•
la temperatura (insieme alle precipitazioni) ha un influsso determinante sugli ambienti;
•
il clima e quindi gli ambienti possono cambiare nel tempo (con conseguenze per gli esseri
viventi che li popolano).
Per questi contenuti, l’attività si presta come introduzione alla teoria della selezione naturale, che
verrà presentata nelle prossime lezioni.
(tempo previsto: 2 ore)
Dal punto di vista storico, il riconoscimento della lunghezza dei tempi geologici (insieme alla constatazione
della variabilità geografica delle specie e alla scoperta che sono esistiti organismi oggi estinti) è stato
determinante per lo sviluppo del pensiero evoluzionista.
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Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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3.Attività: La teoria della selezione naturale: simulazione
Questa attività va proposta dopo (o prima di) avere illustrato i punti principali della teoria della
selezione naturale, stando attenti a sottolineare che si tratta di un modello esplicativo
dell’evoluzione.
L’attività, relativa all’interazione tra prede e predatori, dovrebbe permettere una migliore
comprensione del modo di agire della selezione e di sottolineare che le variazioni degli individui
sono preesistenti la selezione e non sono indotte dalla necessità (si tratta di un punto essenziale
della teoria darwinista che i ragazzi generalmente faticano a recepire).
La simulazione si concentra sullo sviluppo del mimetismo nelle prede, ma permette di allargare il
discorso e introdurre il tema della coevoluzione tra prede e predatori, che sviluppano adattamenti
diversi che permettono di sfuggire alla predazione, risp. di essere più efficaci nella caccia.
Indicazioni pratiche per il docente:
Il lavoro si svolge a gruppi, ognuno dei quali riceve un “tappetino” verde che rappresenta un prato,
realizzabile con una tovaglia di carta coperta di frange anch’esse di carta (i fili d’erba), ritagliate
dalla stessa tovaglia. Il gruppo viene inoltre fornito di un sacchetto di quadratini di carta rigida di tre
colori (gli insetti). Per la buona riuscita della simulazione è importante che i quadratini verdi siano
di colore identico al prato.
(tempo previsto per la teoria e l’attività di simulazione: 2 ore)
4.Attività: La teoria della selezione naturale: analisi di una situazione reale
Dopo la simulazione, per verificare se gli allievi hanno assimilato i punti più importanti, si può far
loro analizzare una situazione reale in cui l’azione della selezione naturale è ben conosciuto.
Molti esempi si prestano a questa analisi: si potrebbe prendere in considerazione lo sviluppo di
ceppi di batteri resistenti agli antibiotici, la resistenza agli insetticidi negli insetti o agli erbicidi nelle
malerbe, oppure la selezione della varietà chiara e scura nella Biston betularia (melanismo
industriale) ecc.
Allego due possibilità: una scheda di lavoro sul caso della Biston betularia e una scheda sul caso
di un mollusco (Littorina obtusata) gentilmente messa a disposizione da Giovanni Miranda.
Indicazioni pratiche per il docente per l’attività sulla Biston:
Alla classe vengono messi a disposizione due ceppi di betulla, uno dei quali annerito con un
carboncino. Sui ceppi vengono incollate le immagini delle varietà chiara e scura della farfalla, nelle
proporzioni riscontrate prima e dopo la rivoluzione industriale.
(tempo previsto: 1 ora)
Proposta di percorso didattico sull’evoluzione (v. 10.9.06)
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Per chi avesse ancora del tempo.....
Il percorso sopra illustrato, almeno nella variante più lunga (9 ore a cui va aggiunta 1 ora di
verifica), non lascia spazio per ulteriori approfondimenti. Tuttavia, a chi avesse scelto un’altra
strada e avesse ancora del tempo disponibile, propongo un ulteriore spunto:
Attività “X”: Confronto tra selezione naturale e selezione artificiale
Dopo aver presentato la pratica della selezione artificiale, viene proposta una riflessione
conclusiva da svolgere a gruppi con cui si cerca di far dedurre agli allievi un’implicazione
importante della teoria della selezione naturale, ossia il fatto che, per il darwinismo, l’evoluzione
non ha alcuno scopo, alcun fine (e questo è sicuramente uno dei punti che ha fatto e fa discutere
non solo la comunità scientifica). L’esperienza insegna tuttavia che pochi allievi giungono a questa
conclusione senza un aiuto: è necessario prevedere qualche suggerimento da dare ai ragazzi in
difficoltà, per guidarli nella riflessione.
(tempo previsto: 1 ora)
