evoluzione - ricerche del corso C

Raccolta di lavori di diverse classi terze
LE TEORIE SULL’EVOLUZIONE
Nel corso dei secoli molte teorie hanno trasformato la concezione che l'uomo ha della natura (ad esempio
la teoria eliocentrica).Si può ben dire che Darwin, con la teoria dell'evoluzione, abbia contribuito
notevolmente a questa trasformazione. Egli infatti fece si che l'uomo perdesse la sua posizione
privilegiata fra viventi.
Quasi tutti gli antichi biologi fino a Linneo non dubitavano che le specie animali e vegetali che popolano
il nostro pianeta fossero state create con atti distinti e si fossero perpetuate nei secoli con le caratteristiche
originarie. La teoria dell’evoluzione, contrariamente a quella creazionistica, afferma che sulla terra sono
apparsi dapprima esseri molto semplici da cui, in tempi più o meno lunghi, sono poi derivati quelli più
complessi ,i quali sono quindi i naturali discendenti dei primi.
Per arrivare a questa teoria fu fondamentale lo studio dei fossili.
I fossili erano già noti agli antichi e molti avevano riscontrato la somiglianza con strutture tipiche
dei viventi. .Durante il medioevo si negò risolutamente che i fossili potessero essere resti di antichi
organismi, perchè secondo la Bibbia la terra e il mare furono creati nel terzo giorno, mentre gli animali
furono creati il quinto; era dunque impossibile che i resti si trovassero inglobati nel mare.
Solo all’inizio del 1800 la scoperta di nuovi fossili e soprattutto la comprensione della loro natura fece
sorgere l’ipotesi che in tempi remoti le specie viventi sulla terra fossero diverse dalle attuali.Le specie non
sarebbero quindi fisse e immutabili
(teoria del fissismo) ma in via di continua trasformazione
(evoluzionismo o trasformismo).
La teoria dell’evoluzione che fu sostenuta con diverse argomentazioni da vari studiosi (Cuvier,
J.B.Lamark, C.Darwin, ecc.) afferma che tutti gli organismi viventi si sarebbero evoluti a partire da
antenati comuni a loro volta evolutisi dalle cellule primordiali.
Cuvier
Uno scienziato di nome Cuvier ipotizzò la cosiddetta teoria delle catastrofi. Secondo tale teoria Dio
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avrebbe creato i viventi non una sola volta ma tante volte. Periodicamente, infatti una catastrofe avrebbe
ucciso tutti gli esseri viventi e Dio li avrebbe ricreati leggermente diversi. Come si vede in questa teoria
non c’è ancora il concetto di evoluzione ma è un tentativo di conciliare le osservazioni con quanto
riportata dalla bibbia.
In seguito si cominciò a sviluppare il concetto di evoluzione.
LAMARCK
Uno scienziato molto importante fu Jean Baptiste Lamarck che si occupava dello studio degli invertebrati.
Egli propose una teoria per spiegare i cambiamenti avvenuti nel corso dei millenni degli esseri viventi. La
teoria di Lamarck era basata su quattro punti fondamentali::
a) Nella natura c'è una forza che spinge gli animali alla semplicità;
b)Ogni essere possiede una forza interiore che lo spinge a migliorare;
c)Gli organi si sviluppano se sono usati, altrimenti si indeboliscono e scompaiono.(teoria dell’uso e non
uso)
d)Le modificazioni che un essere subisce nel corso della sua vita vengono trasmesse ai
discendenti.(ereditarietà dei caratteri acquisiti)
Ad esempio dai fossili si capisce che gli antenati del cavallo erano più piccoli dei cavalli odierni.
Lamarck ipotizzava che esercitando i muscoli nella corsa e sforzando lo scheletro i precursori dei cavalli
fossero riusciti a provocarne gradualmente l’accrescimento. Al contrario si sa che un gruppo di antiche
tigri aveva delle zanne simili a quelle degli elefanti. Lamarck riteneva che esse fossero scomparse
semplicemente perché non venivano utilizzate.
L’errore più evidente della teoria di lamarck è
l’affermazione che una qualunque modificazione avvenuta nel corso della vita si possa trasmettere ai figli
. Nel 1800 i meccanismi di trasmissione dei caratteri non erano conosciuti ma oggi sappiamo che solo i
caratteri presenti nel DNA sono ereditabili quindi anche se un individuo si esercita per tutta la vita ad
usare un organo i figli non potranno evolversi a partire da questa situazione ma dovranno ricominciare
dall’inizio.
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DARWIN
Darwin, naturalista inglese (1809-1882), al termine di un lungo viaggio (1831-1836) che lo portò anche
nell’America meridionale e nelle isole Galapagos sulla base delle osservazioni effettuate sulla flora,
elaborò la teoria dell’evoluzione delle specie e scrisse il famoso libro: “L’ origine della specie attraverso
la selezione naturale” che influenzò fortemente il pensiero scientifico e filosofico.
Darwin nell’ elaborare la sua teoria prese spunto dalle teorie dell’ economista Malthus.
Thomas Malthus esprimeva la sua preoccupazione che se la popolazione umana avesse continuato ad
aumentare così rapidamente sarebbe stato impossibile sfamare tutti gli abitanti della terra.
Darwin riteneva che le conclusioni di Malthus erano vere non solo per gli esseri umani ma per
tutte le specie, per cui, ad esempio, sebbene una coppia di elefanti possa produrre in teoria 19 milioni di
discendenti, in pratica ne produce, in media, solo due.
Ma perché questi due particolari e non altri?
Il processo mediante il quale questi due animali sono “scelti”è detto da Darwin selezione naturale.
Questa osservazione fu molto importante per la scoperta di come funziona l’evoluzione della specie e per
la selezione naturale. I capisaldi della teoria di Darwin sono::
a)variabilità intra-specifica Nella stessa specie gli individui non sono mai assolutamente identici fra loro
ma presentano delle caratteristiche diverse;
b )lotta per l’esistenza . A causa dei predatori, della scarsità di cibo o comunque delle condizioni
ambientali molti dei figli che una coppia potrebbe avere non sopravvivono
c) selezione naturale
Nell'ambiente avviene una selezione e la specie si adatta sempre di più
all'ambiente.
In definitiva Darwin afferma che in ogni generazione alcuni individui nascono casualmente con
caratteristiche che danno loro maggiori possibilità di sopravvivenza. Ad esempio se in ambienti glaciali
un individuo nasce casualmente con la pelliccia leggermente più chiara dei compagni potrà mimetizzarsi
meglio e quindi avrà minori possibilità di essere ucciso da eventuali predatori. Se un predatore nasce
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casualmente con una vista più acuta o con muscoli più adatti alla corsa si nutrirà meglio e via così. Questi
individui non solo vivranno di più e meglio dei compagni ma soprattutto si riprodurranno di più. Nella
generazione successiva quindi il carattere sarà presente un po’ di più. Col passare delle generazioni i
caratteri positivi si stabilizzeranno mentre i caratteri svantaggiosi diminuiranno.
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LA SUA VITA
Nacque il 12 febbraio del 1809 a Shrewsburi in una famiglia
culturalmente raffinata;
fu illustre scienziato e profondo pensatore. Si iscrisse a medicina all’ università di
Edimburgo per volontà del padre senza tuttavia portare a termine gli studi poiché nel 1827
andò a Cambridge con l’intenzione di intraprendere la carriera ecclesiastica
Qui Darwin incontrò due personalità decisive per l’elaborazione delle sue teorie : il
geologo Adam Sedewich e il naturalista John Stevens Henslow i quali contribuirono
a rafforzare i suoi interessi per l’osservazione meticolosa dei fenomeni naturali. Grazie
alla raccomandazione di Henslow , nel 1831 Darwin riusci a imbarcarsi sul Beagle ,un
brigantino britannico in partenza per una spedizione di ricognizione scientifica intorno al
mondo, in qualità di naturalista non stipendiato. Il padre di Darwin si oppose risolutamente
temendo, oltre che per il fisico debole del figlio, anche per il suo carattere, che si stimava
poco fermo e mal definito ma, per intercessione di un suo zio, Darwin ottenne di poter
partire. Darwin aveva allora sono 21 anni e si era appena laureato. Tornato nel 1836
compilò un lavoro sui risultati delle sue osservazioni nei paesi visitati durante il viaggio
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della nave Beagle intorno al mondo(1839) pubblicato con il titolo “Giornale delle ricerche
di storia naturale e geologia” . In questa relazione sono descritti animali, piante, uomini di
sconosciute isole oceaniche della costa sud-americana, vi si ritrovano già formate teorie
per spiegare le diversità delle specie nei differenti ambienti geografici. Nello stesso anno
1839, Darwin prese in moglie sua cugina Emma Wedgwood. In seguito scrisse altri libri
in cui si delinea in modo sempre più evidente la sua teoria. Il più importante di questi libri
è “ Origin of species by means of natural selection, or de preservation of fauvorend races
in the struggle for life ”, (sull’origine della specie per selezione naturale o la
sopravvivenza delle razze migliori nella lotta per la vita –1859-). Altro libro importante è “
the descent of man and selection in relation to sex ” (la discendenza dell’uomo, e la
selezione in relazione al sesso), uscito nel 1871. Darwin morì vecchio e malato il 12 aprile
del 1832 nel Kent e venne sepolto nell’abbazia di Westimister.
spazio per foto
IL VIAGGIO SUL BEAGLE
I
l viaggio a bordo del brigantino durò 5 anni e permise al giovane naturalista di compiere numerose
osservazioni di natura sia geologica sia biologica. Sulle isole e sui continenti incontrati lungo il
percorso, in particolare Darwin rimase colpito dall’enorme varietà di forme presenti sulla superficie
terrestre nei fossili e negli organismi viventi
Le Galapagos sono un gruppo di isole vulcaniche dell’oceano pacifico poste oltre 950 Km a ovest
dell’equatore. Su queste isole, nel settembre 1835, sbarcò Charles Darwin, allora ventiseienne, che stava
compiendo un viaggio di studio intorno al mondo sul brigantino “Beagle”. In questo mondo isolato ed
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intatto Darwin compì alcune osservazioni fondamentali per i suoi studi sull’evoluzione. Perciò questo
“sperduto” arcipelago occupa un posto importante nella storia della scienza naturale.
Spazio per foto
Egli notò sulle isole ben 13 specie di fringuelli che differivano fra loro solo per alcuni piccoli particolari.
Pensò quindi che queste 13 specie diverse potessero discendere da un comune antenato e che la loro
differenza derivasse dalla specializzazione per la loro sopravvivenza.
Iguana e tartarughe
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LE PROVE DELLA SELEZIONE NATURALE
Quante farfalle vedete in ciascuna immagine?
Quali i predatori vedranno più facilmente ?
Quali avranno la possibilità di vivere più a
lungo e di generare più figli ?
Quale carattere sarà trasmesso di preferenza
alle generazioni successive?
Biston betularia è una farfalla che vive in
Inghilterra e la cui evoluzione è diventata un modello per dimostrare che la teoria di
Darwin è basata su prove molto solide.
Fino agli inizi dell’ottocento la maggior
parte degli esemplari di Biston,che vive
preferibilmente sugli alberi di betulla la cui
corteccia è piuttosto chiara, erano di colore
chiaro,
in
tal
modo
si
mimetizzavano
facilmente con la corteccia e non erano
facilmente visibili ai predatori. Solo raramente nascevano esemplari di colore scuro.
Durante la rivoluzione industriale,a causa del forte inquinamento , sugli alberi di
betulla si depositavano particelle di polvere e smog che rendevano la corteccia molto
più scura. Gradualmente il numero di Biston col il corpo marroncino aumentò fino a
diventare quasi il 100%. Intorno alla metà del 1900 il governo inglese intraprese una
forte azione di abbattimento dei fumi e la corteccia delle betulle tornò ad assumere il
colore chiaro che le è proprio. Anche il colore della maggioranza delle Biston ridivenne
chiaro.
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Come è potuto avvenire tutto ciò? La teoria della selezione naturale ne dà una
spiegazione semplice e lineare: Gli esemplari scuri sono molto più visibili sulla
corteccia chiara quindi i predatori li individuano ( e li mangiano) più facilmente. Essi
quindi avranno meno discendenti rispetto agli esemplari più chiari e trasmetteranno il
loro carattere a pochi individui della generazione successiva.
Con l’avvento della rivoluzione industriale e il conseguente
della corteccia delle
betulle la situazione si rovescia e saranno gli esemplare di colore scuro ad essere
“selezionati” per la sopravivenza. Quando l’ambiente si modifica di nuovo per effetto
delle misure anti inquinamento anche l’aspetto della Biston si trasforma “adattandosi”
alla nuova situazione
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L’ORIGINE DELLA VITA
Uno dei grandi interrogativi che già dall’antichità gli scienziati si erano posti era
come abbia fatto il primo essere vivente a nascere. Infatti si sa che qualsiasi essere vivente
nasce sempre da un progenitore suo simile (omne vivum a vivo) ma ovviamente questo non
può essere valido per il primo essere. Si sono quindi elaborate delle teorie per spiegare
l’origine della vita.
LA VITA DAGLI SPAZI
In passato si tendeva a sostenere che la vita fosse giunta dallo spazio con le meteoriti sotto
forma di spore batteriche. La terra in effetti è continuamente sottoposta al bombardamento di
meteoriti - frammenti di corpi celesti- alcuni dei quali possono contenere molecole
caratteristiche dei corpi viventi, come gli aminoacidi ma in questi meteoriti non si sono mai
trovate tracce di organismi. Così l’ipotesi che la vita potesse essere sorta spontaneamente
anche nello spazio è stata a poco a poco abbandonata.
L’ORIGINE ENDOGENA
La terra si è formata 4,6 miliardi di anni fa , trasformandosi da una sfera incandescente a una
sfera con la crosta solida. La vita è apparsa circa 4 miliardi di anni or sono originandosi in
ambienti che per noi sarebbero stati tossici.
L’atmosfera primordiale era quasi del tutto priva di ossigeno ; c’era metano (CH4),
ammoniaca (NH3), idrogeno (H2) e vapore acqueo (H2 O). Inoltre la terra era sottoposta al
calore delle continue eruzioni vulcaniche e perennemente bombardate dai fulmini e raggi ultra
violetti.
Quando la terra si è raffreddata le piogge, cadendo sulla superficie del pianeta, hanno
formato gli oceani. Nelle acque lacustri si sono formati dei concentrati di sostanze organiche.
In questo modo si è originato il brodo
primordiale, dove, in tempi lunghissimi, ha avuto
origine la vita. Le sostanze organiche disciolte in acqua hanno la tendenza a raggrupparsi
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formando delle bolle al cui interno rimangono proteine ed acidi nucleici circondati da uno
strato di grassi. Molto probabilmente strutture simili rimasero per milioni di anni immerse nel
brodo primordiale a volte unendosi per caso,a volte dividendosi. Sicuramente quando una
“bolla”superava determinate dimensioni era facile che si dividesse in due. In una di queste
strutture-- al cui interno c’era del DNA -- devono essersi sviluppati per caso dei meccanismi
tali che la divisione avveniva mantenendo intatto il patrimonio genetico. A quel punto è nata
la vita !
I primi esseri viventi erano molto probabilmente simili agli attuali batteri e dovevano
essere eterotrofi, cioè incapaci di produrre sostanze organiche. Si nutrivano di altre sostanze
organiche presenti nel brodo primordiale. Nell’atmosfera non c’era praticamente ossigeno. Il
poco che si formava era dovuto all’azione dei raggi ultravioletti sul vapore acqueo
Si presume che casualmente un organismo primordiale abbia inglobato delle particelle
contenenti clorofilla diventando quindi capace di sfruttare la luce del sole per produrre
sostanza organica. In seguito queste particelle avrebbero cominciato a duplicarsi all’interno
delle cellule. Sarebbero così nati gli autotrofi.
Gli organismi autotrofi (alghe azzurre) erano capaci di sintetizzare le sostanze
organiche partendo da quelle inorganiche. Questa abilità prende il nome di fotosintesi
clorofilliana. Durante la fotosintesi si produce come prodotto di scarto dell’ossigeno.
L’ossigeno prodotto da questi organismi cominciò ad accumularsi e, arrivato sulle
parti superiori dell’atmosfera, originò uno strato di ozono che, bloccando i raggi ultravioletti
provenienti dal sole, consentì ai viventi di emergere dalle acque.
L’ESPERIMENTO DI MILLER
La teoria spiegata prima non fu subito accettata ,molti scienziati ritenevano impossibile che la
vita si potesse essere creata a partire da sostanze inorganiche. Nel 1953 però lo scienziato
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Stanley Miller ideò un esperimento per dimostrare che le prime forme di vita si potevano
essere sviluppate nel brodo primordiale .Usò due palloni di vetro : nel primo inserì una
miscela di sostanze inorganiche simile a quella che c’era nell’atmosfera primitiva ( idrogeno,
ammoniaca, metano e vapore acqueo), nel secondo inserì
vapore acqueo prodotto per
ebollizione. La miscela di gas veniva sottoposta a scariche elettriche che simulavano i fulmini
che attraversavano l’atmosfera primitiva. Infine i gas che si formavano venivano raccolti in un
tubo insieme al vapore condensato. Dopo qualche settimana, analizzando il contenuto, Miller
si accorse che non c’erano più solo sostanze inorganiche ma si erano formati aminoacidi e
glucosio. Questo esperimento confermò la teoria secondo la quale nelle condizioni primitive
la vita si è potuta formare a partire da sostanze inorganiche.
LE ERE GEOLOGICHE
La parola “era” ha un
duplice significato. Può indicare un determinato periodo
storico, in corrispondenza di un avvenimento di grande importanza, oppure può riferirsi a un
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momento della lenta trasformazione della Terra, a un’epoca contraddistinta da speciali
caratteristiche.
Le ere geologiche sono dei periodi in cui si divide la storia della Terra, prima e dopo la
comparsa dell’uomo. L’era più antica è detta primitiva o arcaica. Probabilmente, nei periodi
meno lontani di questa era, esistevano già degli esseri viventi sotto forma di organismi
semplici, ma i loro resti furono poi distrutti dai processi di trasformazione dei primi strati,
perciò questa era viene detta azoica cioè “in assenza di vita
Nell’era successiva, detta era primaria, erano presenti esseri viventi già distinti in
animali e vegetali. La flora (vegetali) era costituita da piante perenni senza fiori mentre la
fauna (animali) era rappresenta da molluschi, crostacei, coralli etc. Verso la fine dell’era
comparvero i primi pesci, anfibi e rettili..
All’era primaria segue l’era secondaria, o mesozoica cioè degli animali medi .Nella
flora compaiono le conifere, le palme e anche piante da fogliame caduco .
La fauna si accresce di pesci ossei, rettili, uccelli, mammiferi e primi insetti.
COMPAIONO I MAMMIFERI
L’era successiva è detta Terziaria o Cenozoica, ossia degli animali recenti”.
In quest’ era gli strati di terreno sono meno compatti: vi sono in prevalenza calcari, argille e
sabbie; sedimenti marini e lagunari si alternano a quelli continentali .Questa è un epoca di
gradi modificazioni e convulsioni della crosta terrestre in cui si originano i principali sistemi
montuosi. Nella flora si sviluppano le angiosperme cioè piante con fiori, come il mandorlo, il
ricino etc.
Dalla fauna scompaiono i grandi rettili ma si diffondono
mammiferi, uccelli e
compaiono le proscimmie e capostipiti del cavallo, del tapiro e del elefante. Alla fine di
quest’ era troviamo le prime scimmie antropomorfe con forme simili a quelle umane.
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L’ERA DELL’UOMO
Infine abbiamo l’era Quaternaria o Neozoica ossia “degli animali nuovi. In questa era
l’uomo fa la sua comparsa sulla Terra. Tuttora viviamo nell’era Quaternaria. Alla fine del
pliocene (l’ultimo periodo del era terziaria) si ha una glaciazione dovuta alle condizioni
climatiche della Terra. Il periodo glaciale è infatti la prima delle due fasi (Pleistocene,
Eocene) in cui si divide quest’era. Molto probabilmente l’uomo compare quando i ghiacciai
occupano immense estensioni; infatti risalgono a quel tempo le prime ossa rinvenute nelle
caverne. Questo periodo è indicato come età Paleolitica, perché le armi utilizzate dall’uomo
sono di selce scheggiata. Al periodo glaciale, segue quello post-glaciale con vasti
cambiamenti di clima e con la sistemazione dell’assetto geografico.
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