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teoria dell'evoluzione Susanna Gramaglia Realizated by Pink Squirrel - august 1, 2002 Osservazioni scientifiche Convinzioni religiose Intuizioni Prove dell’evoluzione Le idee nella storia Teoria dell’evoluzione cosa sostiene I cambiamenti avvengono secondo processi di microevoluzione in una popolazione per Di cosa tratta Cambiamento dei caratteri di una popolazione nel tempo Deriva genetica Flusso genico Nuovi geni e diverse frequenze Mutazioni Accoppiamento non casuale Selezione naturale Fino ad una eventuale macroevoluzione Gli scienziati e la storia delle idee Anassimandro (V secolo A.C.) presuppone un’evoluzione nelle forme di vita Aristotele (IV secolo A.C.) sostiene l’immutabilità della vita Dalle sacre scritture (Genesi) la terra ha 6.000 anni ed è immutata, teoria del “fissismo” che prevale largamente fino ai grandi viaggi di scoperta (XV secolo) Mouffet (XV secolo) tenta una classificazione delle varie forme di vita attingendo ai documenti dei grandi viaggi Buffon (XVIII secolo) osservando i fossili presuppone un’evoluzione nelle forme di vitae che la terra sia molto più antica di 6.000 anni Lamark (inizio XIX secolo) teorizza l’evoluzione secondo l’adattamento all’ambiente e l’ereditarietà dei caratteri acquisiti Lyell (XIX secolo) geologo, propone la “teoria attualistica” per cui “il presente è la chiave del passato” evidenziando i cambiamenti geologici e sostenendo che le forze che li hanno causati sono attive anche nel presente Couvier (inizio XIX secolo) propone la teoria del “catastrofismo” secondo la quale le modificazioni avvengono per grandi sconvolgimenti naturali Darwin (XIX secolo) a seguito dei suoi viaggi, delle sue osservazioni e studi dei precedenti scienziati, teorizza l’evoluzione secondo selezione naturale è considerato il padre della teoria evoluzionistica Wallace (XIX secolo) contemporaneo di Darwin giunge indipendentemente alle sue stesse conclusioni Mendell (XIX secolo) coi suoi studi genetici avvalora la teoria evoluzionistica Gli attuali scienziati propongono la teoria evoluzionistica secondo lo schema degli equilibri intermittenti cioè cambiamenti non di grande portata che si verificano all’improvviso e vengono selezionati dall’ambiente le osservazioni scientifiche ci conducono alle prove che avvalorano la teoria evoluzionistica. Le discipline interessate sono: Biogeografia Che studia la distribuzione geografica delle specie viventi Paleontologia In particolare con lo studio dei fossili Anatomia comparata In particolare lo studio delle strutture omologhe (con stessa origine embrionale) e strutture analoghe (con lo stesso uso ma di differente origine) Embriologia Che studia gli stadi dello sviluppo degli embrioli, paragonando anche quelli di differenti specie Biochimica molecolare In particolare lo studio delle similitudini fra gli acidi nucleici e le proteine di specie diverse Cosa sono nelle rocce sedimentarie nell’ambra nel ghiaccio Impronte Resti organici fossilizzati (es. coproliti) Parti dure (es. ossa, denti) Parti organiche mineralizzate Parti conservate anche con materiale organico Come si sono formati Conservazione Pietrificazione per Modello e impronta Traccia Mineralizzazione Sostituzione Cosa esprimono La cronologia relativa delle varie forme di vita attraverso la stratigrafia Il tempo assoluto attraverso le tecniche radiometriche Fossili Per processi di fossilizzazione alcuni conservano l’organismo intero o alcune sue parti, altri no Carbonizzazione Dove sono Quali sono Fossili di facies quelli di organismi che sono vissuti in habitat ristretti e servono a ricostruire l’ambienti (es. coralli per ambiente marino poco profondo) Fossili guida quelli di organismi vissuti in un certo periodo di tempo e quindi caratteristici di un’era precisa (es. trilobiti, ammonniti, … È un insieme di organismi della stessa specie che occupano una zona definita geograficamente e che possono accoppiarsi fra loro Popolazione È l’unità che evolve con processi di microevoluzione che portano al suo cambiamento del pool genico e/o delle frequenze alleliche, fino a fenomeni di macroevoluzione Una popolazione non in evoluzione, stabile nel tempo, teorica, con costante frequenza genica si dice popolazione panmittica Perché una popolazione sia stabile devono verificarsi tutte le seguenti condizioni Tutti gli individui devono avere lo stesso successo riproduttivo L’accoppiamento deve essere casuale Pool genico di una popolazione è l’insieme di tutti i caratteri presenti e la loro relativa frequenza La frequenza allelica viene espressa tramite la legge degli equilibri di Hardy - Weinberg p2 + 2pq + q2 = 1 con: p + q = 1 p e q sono la frequenza allelica di un gene X presente sotto due fore alleliche (P e Q). È utile per lo studio delle popolazioni dove le corrispondenze sono: Omozigori per il carattere P (PP) + eterozigori (PQ) + omozigoti per il carattere Q (QQ) = intera popolazione Non devono verificarsi mutazioni La popolazione deve essere isolata La popolazione deve essere vasta Microevoluzione Le cause La popolazione importa nuovi alleli Esempi: • migrazioni • invasioni Le modalità Gli individui si accoppiano secondo parametri fissi Le conseguenze Flusso genico Maggior variabilità Mutazioni Nascono nuovi caratteri che, quasi sempre sono letali, talvolta svantaggiosi, talvolta neutri, raramente vantaggiosi La popolazione subisce una drastica riduzione, il cambiamento è casuale Se l’individuo portatore della mutazione ha un’alta fitness evolutiva il nuovo carattere entra nel patrimonio genetico della popolazione Esempi: • effetto collo di bottiglia • effetto del fondatore Deriva genetica Minor variabilità Esempio: • consanguineità Per cambiamenti dell’ambiente alcuni individui avranno un maggior successo riproduttivo Accoppiamento non casuale stabilizzante Selezione naturale Fitness evolutiva è il contributo che dà un individuo al pool genico della popolazione con il suo successo riproduttivo direzionale divergente Speciazione Le popolazioni eterozigote sono evolutivamente superiori per la loro maggior variabilità Teoria gradualistica Teoria catastrofistica Teoria degli equilibri intermittenti Linneo (XVIII sec.) ha definito “specie” introducendo i criteri di classificazione ancor oggi adottati che si basano sulla parentela evoluzionistica degli organismi Macroevoluzione Fenomeni di grandi cambiamenti nelle popolazioni che portano a Speciazione Estinzione causata da isolamento dovuta a può essere di tipo Allopatrica si evolve per Simpatrica Barriere geografiche Parapatrica nelle aree di confine (isolati periferici con maggior variabilità) con maggior diversità di carattere e minor numero di individui Cladogenesi Da una specie originaria per graduale differenziazione si differenziano specie diverse Radiazione adattativa Specie originarie Divergenza evolutiva Barriere riproduttive • prezigotiche • postzigotiche Anagenesi Da una specie originaria si differenzia un gruppo di individui generando una nuova specie; quella d’origine rimane Convergenza evolutiva risposte simili in ambienti simili da parte di specie diverse
