La varietà dei viventi
OPPURE
“le forme di vita più
semplici precedono
quelle complesse. Gli
uomini derivano dai
pesci” (Anassimandro, VI
sec.a.C.)
Le specie non si evolvono, sono
immutabili. Le forme di vita sono
in scala gerarchica, dalle forme
più semplici a quelle più
complesse, all’apice l’uomo
(scala naturae). (Aristotele, IV
sec. a.C.)
Dopo di loro, la domanda “Come
mai gli esseri viventi hanno quel
determinato aspetto e non un
altro?” semplicemente non si
pone per quasi 2000 anni
Le prove a favore del processo
evolutivo: l’evoluzione è un fatto
•
•
•
•
•
L’evoluzione è suffragata da un gran
numero di prove:
la documentazione fossile
la biogeografia (distribuzione
geografica delle specie)
l’anatomia comparata
l’embriologia comparata
la biologia molecolare
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
1. Lo studio dei fossili
FOSSILE: Ciò che rimane di un organismo
o il segno evidente della sua presenza (come
un’impronta).
Può essere
una parte dura non
alterata (denti, ossa) A
una parte pietrificata
(legno, osso) B
A. cranio fossile di
Homo erectus
D.esempio di resti
organici: una foglia
B.albero
pietrificato
C. calchi di ammoniti
un’impronta nella
roccia, o un calco C
F.Uomo mummificato
del Similaun
una parte molle non
alterata o parzialmente
alterata D,E,F
E.Insetto imprigionato
nell’ambra
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
1. Lo studio dei fossili
La DOCUMENTAZIONE FOSSILE
(serie ordinata di fossili che affiorano
in rocce sedimentarie databili)
fornisce una delle prove più importanti dell’EVOLUZIONE
I FOSSILI
DOCUMENTANO I CAMBIAMENTI CHE
LA VITA HA SUBITO NEL TEMPO
DIMOSTRANO CHE GLI ESSERI VIVENTI
SI SONO EVOLUTI IN UNA SEQUENZA
CRONOLOGICA
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
1. Lo studio dei fossili
La balena Basilosaurus,
oggi estinta. Era dotata
di arti posteriori lunghi
circa 50 cm (di cui si
possiede il reperto
fossile).
Le balene attuali sono
prive di arti posteriori,
ma possiedono le ossa
della gamba e del piede
ridotte ad abbozzi non
funzionali al
movimento(es. di organi
vestigiali). Gli arti
anteriori svolgono invece
la funzione di pinne
TUTTE
derivano dall’evoluzione
di mammiferi a quattro
arti che vivevano sulla
terraferma 55 milioni di
anni fa
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
2. La biogeografia
Come mai luoghi con clima e topografia simili sono popolati da
organismi molto differenti?
Cosa osservò Darwin:
•l’ambiente delle isole Galapagos era più simile a quello di altre isole
tropicali, anche distanti, che non al vicino continente sudamericano
•eppure gli animali delle isole Galapagos erano più simili alle specie
continentali che agli animali delle isole con habitat simile (es. le 13
specie di fringuelli osservate da Darwin erano simili a specie
sudamericane)
Ognuna di queste specie NON era stata creata
separatamente dalle altre e
deduzione
distribuita sulle isole, MA TUTTE
derivavano da un ANTENATO COMUNE
proveniente dalla terraferma
Si abbandona la dottrina creazionista che prevede che ogni specie sia stata
creata per un certo tipo di vita e sia stata posta nella località a cui è stata adattata
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
2. La biogeografia
Perché l’Australia è completamente priva di mammiferi
autoctoni placentati, ma possiede una grande quantità di
marsupiali?
In Australia esistono 57 specie di canguri:
• ognuna è stata creata separatamente e poi collocata in
Australia? E perché solo lì?
OPPURE
• è esistito in Australia un marsupiale ancestrale che è comparso
DOPO che il continente australiano si era staccato dagli altri e ha
dato origine a tutte queste forme chiaramente imparentate?
N.B. fossili di marsupiali estinti erano stati descritti molti anni
prima che Darwin visitasse l’Australia a bordo del Beagle
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
2. La
biogeografia
Nonostante le
straordinarie
somiglianze, tutti i
mammiferi
PLACENTATI e
MARSUPIALI sono
più imparentati tra loro
che con il
corrispondente animale
appartenente all’altro
gruppo.
Le somiglianze derivano
dal fatto che essi si sono
evoluti,
SEPARATAMENTE, MA
per vivere in ambienti
simili tra loro
Placentati
Marsupiali
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
3. L’anatomia comparata
ANATOMIA
COMPARATA
È la disciplina che mette a confronto le strutture corporee di
specie diverse
Osservando per esempio gli arti anteriori di
Coccodrillo
Uccello
Balena
Cavallo
Pipistrello
Uomo
si può osservare che sono costituiti
dagli STESSI ELEMENTI SCHELETRICI
Di chi è questa “mano” ?
Lo scopriremo più tardi …
Iniziamo da
1)
1)
2)
1)
2)
1)
2)
1)
3)
2)
1)
3)
2)
1)
3)
4)
2)
1)
3)
4)
Organi omologhi:
organi con la stessa origine evolutiva
Organi omologhi nell’uomo:
Organi omologhi nell’uomo:
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
Organi omologhi nell’uomo:
coscia
caviglia
ginocchio
gomito
polso
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
3. L’anatomia comparata
strutture
omologhe
Le ossa degli arti anteriori
di questi vertebrati sono
contraddistinte da più
colori per evidenziare le
somiglianze fondamentali
che si osservano nella
struttura e
nell’organizzazione in
rapporto all’arto di un
Omologia:
somiglianza
strutturale ma non
sempre
funzionale
riscontrabile in
organismi di
specie diverse
che si ritiene
abbiano un
antenato comune
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
3. L’anatomia comparata
STRUTTURE OMOLOGHE:
costituiscono una prova dell’EVOLUZIONE
Considerato che negli arti anteriori di questi organismi
esistono gli stessi elementi scheletrici anche se le funzioni
sono assai diverse
Se queste strutture si fossero sviluppate indipendentemente, data la
loro funzione, sarebbero state progettate in modo diverso
INVECE
La loro somiglianza strutturale è collegabile alla discendenza da un
antenato comune
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
4. L’embriologia comparata
EMBRIOLOGIA
COMPARATA
È la disciplina che mette a confronto le strutture corporee che
compaiono durante lo sviluppo embrionale di organismi di
specie diverse
Le specie imparentate presentano
stadi simili nel corso dello sviluppo
embrionale
Avete mai visto gli embrioni di diversi animali?
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
4. L’embriologia comparata
In TUTTI gli embrioni di vertebrati esiste uno stadio in cui ai
lati della gola sono presenti strutture chiamate
tasche branchiali
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
Specie strettamente
correlate hanno in
comune una
percentuale di DNA e
proteine maggiore
rispetto a specie non
imparentate
5. La biologia molecolare
Il fissismo
Nasce da una interpretazione letterare della Bibbia, a cui si vuole
dare una valenza di natura scientifica..
Carlo Linneo (1707-78 )
“…Noi contiamo tante specie
quante diverse forme furono create
in principio. Vi sono tante specie
quante diverse produsse in
principio l’Ente infinito…”
Philosophia botanica 1770
Georges-Louis Buffon (1707- 1788 )
…attraverso la rivelazione tutti gli animali
hanno partecipato in egual misura alla
grazia della creazione e la prima coppia di
ogni specie uscì pienamente formata dalle
mani del Creatore…
Histoire Naturelle 1753
EVOLUZIONISTI
Catastrofismo
Cuvier (1769-1832):
L’esistenza di fossili appartenenti a specie
scomparse era spiegabile come
conseguenze di grandi catastrofi naturali
(ultima il diluvio di cui parla la Bibbia)
Le specie scomparse venivano sostituite da
nuove specie grazie a nuovi atti creativi
(teoria delle creazioni successive)
Lamarck
(1744-1829)
Lamarck sosteneva che le giraffe
allungano piano piano il collo nello sforzo
di raggiungere le foglie degli alberi.
I figli di una giraffa che, con l’esercizio, ha
allungato un po’ il collo avranno il collo
un po’ più lungo.
Sosteneva cioè che:
-Si sviluppano gli organi più usati
-Si trasmettono i caratteri acquisiti.
Alcune frasi di Lamarck
“L’impiego più frequente di un organo fortifica quest’organo”.
“L’assenza di uso di un organo lo indebolisce e lo deteriora fino a
farlo sparire”.
“Tutto ciò che la natura ha fatto acquisire agli individui per
l’influenza delle circostanze, viene trasmesso attraverso la
generazioni ai nuovi individui”.
Ma, il figlio di un pugile,
nasce più muscoloso del normale ?
Ma, il figlio di un pugile,
nasce più muscoloso del normale ?
No
Tuttavia Lamarck ha il merito di aver sostenuto che le
specie evolvono e che tale evoluzione si può studiare e
spiegare con il metodo scientifico.
Charles Darwin
(1809-1882)
Viaggio
intorno
al mondo
1831-1836
L’origine delle specie (1859)
- I caratteri ereditari sono soggetti a variazioni
casuali (mutazioni)
- Gli individui con i caratteri più adatti
all’ambiente hanno maggiore probabilità di
sopravvivere e riprodursi.
Si ha quindi una selezione naturale dei caratteri
più vantaggiosi.
“Non appena mi convinsi che le specie erano mutabili, non potetti
fare a meno di credere che l’uomo dovesse essere regolato dalla
stessa legge”. Darwin
La selezione naturale conserva e accumula nel
corso dei millenni quelle piccole variazioni
casuali che rendono alcuni individui più adatti a
vivere nel loro ambiente e a uscire vittoriosi
nella lotta per la sopravvivenza
In sé le variazioni non hanno né scopo né
direzione (non c’è finalismo) ma possono
essere più o meno utili a un organismo per la
sua sopravvivenza e per la sua riproduzione.
I pilastri della teoria darwiniana
• Esiste, per natura, una grande variabilità
• Gli individui di ogni specie differiscono l’uno dall’altro per
caratteri che insorgono in modo casuale
•Ogni generazione produce più prole di quanta possa
sopravvivere: la competizione tra gli individui determina
una “lotta per l’esistenza”
•Arrivano a riprodursi solo gli individui che nella
competizione hanno il sopravvento (“sopravvivenza del più
adatto”). La qualità di “più adatto” si manifesta nel
successo riproduttivo, unico evento rilevante ai fini
dell’evoluzione
•Il più adatto in quel momento e in quell’ambiente trasmette
alla discendenza i suoi caratteri e quindi l’evoluzione
procede per piccoli passi : “Natura non fecit saltus”
•Nel tempo si producono nuove specie
Un altro esempio di micro evoluzione (in
tempi rapidi, quindi osservabile)
• BISTON BETULARIA
• Il processo di
industralizzazione in
Inghilterra determinò
un inquinamento che
causò il cambiamento
del colore dei tronchi
in nero e
conseguentemente
anche il colore delle
ali della farfalla
