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Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti
della biologia
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
A8 – I princìpi
dell’evoluzione
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Darwin compì un viaggio di cinque anni
intorno al mondo, come naturalista
Nel 1831, Charles Darwin si
imbarcò come naturalista di
bordo sul brigantino Beagle per
compiere un viaggio di
esplorazione intorno al mondo.
Durante il viaggio, Darwin
raccolse una formidabile serie
di osservazioni a supporto della
teoria dell’evoluzione.
Charles Darwin (1809-1882)
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La rotta seguita dal brigantino Beagle
I cerchi colorati segnalano le regioni visitate accuratamente da Darwin,
ognuna associata a una fotografia di luoghi o animali che le caratterizzano.
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Le osservazioni di Darwin
Nandù (Rhea)
I nandù del Sudamerica
sono adattati a vivere in
grandi spazi aperti,
esattamente come gli
struzzi delle regioni
africane.
Gli strati sedimentari dei
rilievi montuosi
custodiscono numerosi
fossili marini.
Strati rocciosi fossiliferi
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Le osservazioni di Darwin
Deserto della Patagonia
Foresta pluviale tropicale
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Gli organismi, anche se
simili, variano a seconda
che vivano nel deserto
della Patagonia o in una
fitta foresta pluviale
tropicale.
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Le osservazioni di Darwin
Iguana marina (Amblyrhynchus cristatus)
L’iguana marina è dotata
di grosse unghie e ha una
forma del muso che la
rendono adatta ad
arrampicarsi sulle rocce
litoranee e a strappare
alghe dalle rocce del
fondale.
Le diverse specie di
fringuelli delle Galàpagos
presentano un becco
diverso in funzione delle
abitudini alimentari.
Fringuello picchio (Camarhynchus pallidus)
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Prima di Darwin, altri scienziati avevano
ipotizzato il processo dell’evoluzione
Charles Lyell (geologo)
Egli sosteneva che la Terra deve essere abbastanza vecchia per
aver permesso il processo dell’evoluzione dei viventi.
Georges Cuvier (paleontologo)
Egli sviluppò la teoria delle catastrofi per spiegare le successioni di
fossili così variabili nel corso del tempo geologico.
Jean-Baptiste de Lamarck (zoologo)
Egli formulò l’idea dell’ereditarietà dei caratteri acquisiti, sostenendo
che l’uso e il disuso di una struttura del corpo concorrono a
realizzare un cambiamento ereditabile. L’esempio più noto riguarda
il collo delle giraffe.
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La selezione artificiale «imita» la
selezione naturale
La selezione artificiale è quel processo attraverso cui
l’uomo seleziona, sulla base di caratteri desiderati, quali
animali o piante far riprodurre.
Questi tre ortaggi derivano
tutti, per selezione artificiale,
da una specie di senape
selvatica.
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Darwin individuò nella selezione
naturale il meccanismo dell’evoluzione
L’ipotesi di Darwin della selezione naturale, secondo cui la
natura seleziona gli organismi più adatti a lasciare
discendenti, si può inquadrare in quattro punti fondamentali:
•i membri di una popolazione possiedono una gamma di
variazioni ereditabili;
•una popolazione produce più discendenti di quanti
l’ambiente ne possa sostenere;
•soltanto alcuni membri di una popolazione sopravvivono e
si riproducono;
•la selezione naturale ha come risultato l’adattamento delle
popolazioni al proprio ambiente.
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Darwin individuò nella selezione
naturale il meccanismo dell’evoluzione
L’evoluzione è un insieme di cambiamenti che
avvengono in una popolazione nel corso del tempo
dovuti all’accumulo di differenze ereditabili.
L’evoluzione spiega nel contempo l’unitarietà e la
diversità dei viventi.
Unitarietà significa che gli organismi possiedono in
comune le caratteristiche della vita, poiché condividono
un antenato comune.
Diversità significa che ogni tipo di organismo (ogni
specie) è adattata a uno dei numerosi ambienti della
biosfera.
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La selezione naturale può essere
osservata direttamente
Darwin costruì la propria ipotesi della selezione naturale
valutando, tra le sue molte osservazioni in natura, la
distribuzione dei fringuelli nelle varie isole delle
Galàpagos.
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La selezione naturale può essere
osservata direttamente
Da quasi quarant’anni, alcuni scienziati stanno osservando come
funziona la selezione naturale in diretta, proprio alle Galàpagos.
Essi hanno notato che lo spessore del becco del fringuello terricolo
medio, Geospiza fortis, varia, per adattamento, nel corso delle
generazioni, a seconda delle tendenze climatiche.
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Le prove dell’evoluzione
I fossili sono testimonianze di forme di vita del passato.
La documentazione fossile testimonia che gli organismi si
sono evoluti generalmente da forme più semplici verso
forme più complesse.
Paleontologi al lavoro (a sinistra) per estrarre delicatamente fossili da strati di roccia
(a destra).
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I fossili confermano la discendenza
da un antenato comune
Alcuni fossili, come quello
di Archaeopteryx
lithographica, hanno
caratteristiche intermedie
tra due diversi gruppi di
organismi (per esempio,
rettili e uccelli).
Questi fossili con forme
intermedie sono detti fossili
di transizione.
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I confronti anatomici sostengono la
discendenza da un antenato comune
Le strutture anatomiche che sono simili perché sono state
ereditate da un antenato comune recente sono chiamate
strutture omologhe, o omologie.
Invece, le strutture analoghe, o analogie, sono quelle che
svolgono la stessa funzione ma che non sono né costruite
in modo simile né discendono da un antenato comune
recente.
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I confronti anatomici sostengono la
discendenza da un antenato comune
Le strutture vestigiali sono organi o parti corporee
che non rivestono una funzione attiva in certi
organismi, ma che sono il «ricordo evolutivo»
derivato dai progenitori.
Struttura vestigiale
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La biogeografia fornisce altre prove
a favore dell’evoluzione
La biogeografia è lo studio della distribuzione delle
piante e degli animali nei diversi luoghi del mondo.
Il tipo di distribuzione degli organismi rispecchia
l’ipotesi che le forme di vita si siano evolute
adattandosi ai vari ambienti.
Ambienti simili, ma del tutto separati come posizione
geografica, tendono a ospitare organismi diversi, ma
caratterizzati da adattamenti simili.
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I confronti molecolari concordano con
la discendenza da un antenato comune
Le differenze biochimiche (nella
sequenza di basi del DNA o nella
sequenza degli amminoacidi delle
proteine) indicano il grado di
parentela evolutiva tra vari
organismi.
I dati molecolari mostrano, per
esempio, che la sequenza degli
amminoacidi del citocromo c di una
scimmia differisce da quella umana
soltanto per due amminoacidi, da
quella di un’anatra per 11 e da quella
di un lievito per 51 amminoacidi.
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