Transcript evoluzione 1 - Collegio San Giuseppe De Merode

La teoria dell’evoluzione
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…perché…
Il livello ontologico-filosofico: la
fede nella creazione
• Indaga sul perché dell’essere in sé,perché
c’è qualche cosa e non niente. Riguarda la
differenza tra il niente e qualcosa
• La bellezza e l’armonia del Creato dimostra non
solo il Disegno del Creatore, ma anche
l’esistenza di una Provvidenza ininterrottamente
impegnata a vegliare ed assistere ogni creatura.
• Pone la questione ad un livello
principalmente ontologico, non
fenomenologico.
I viaggi di scoperta dell’
Umanesimo-Rinascimento
L’uso della bussola favorì la navigazione in
mare aperto e negli oceani. L’ardore della
ricerca e la gioia della scoperta dettero
cuore ai naviganti di oltrepassare le
Colonne d’Ercole , nel Medioevo
considerate il limite estremo verso l’ignoto
Oceano, popolato di mostri e ritenuto sede
di fenomeni spaventosi.
Alle numerose scoperte derivate da tale
impulso, volte a allargare la conoscenza del
continente africano e asiatico, seguì la più
importate conquista : la scoperta
dell’America (1492) da parte di Cristoforo
Colombo.
Nasce la BIOGEOGRAFIA
La scienza che studia la
distribuzione nello spazio e
nel tempo degli organismi
viventi e delle cause che lo
determinano
L’Anatomia Comparata pone
molte domande
Omologie
Analogie
La Paleontologia
I fossili presenti nei vari strati di rocce possono
corrispondere a organismi vissuti in tempi diversi?
Rappresentano cioè una sequenza temporale?
Aumento della complessità
L’idea di un’evoluzione cominciava a diffondersi
Cuvier e la
Teoria delle Catastrofi






George Cuvier (1769-1832)
Il regno animale classificato secondo la sua
organizzazione (1817-1830)
Contesta il lamarckismo
Catastrofismo
Nel corso della storia della Terra alcune catastrofi
improvvise e violente avrebbero estinto le specie di
vaste regioni
Queste zone sarebbero poi state successivamente
ripopolate da altre specie provenienti da regioni
limitrofe (di cui ancora non si sono trovate i fossili,
non sono nuove specie)
Per spiegare l’esistenza di resti fossili di organismi
diversi da quelli attuali e quindi conciliare i dati
paleontologici con le parole della Bibbia propose
una sua teoria
George- Louis Buffon (1707-1788)

Le specie viventi si trasformano nel
tempo
Nel 1700 lo studio dei fossili
dimostrava l’esistenza di antichi
organismi talvolta molto diversi da
quelli attuali, suggerendo che le
specie viventi si trasformano nel
tempo.

Il naturalista Georges-Louis
Buffon (1707-1788) avanzò
l’ipotesi che i viventi si fossero
originati da un esiguo numero
di antichissimi antenati
George- Louis Buffon
Intuì che tutte le specie, sia vegetali che animali,
non sono fisse nella forma e funzione (quindi
andava contro la teoria Fissista), ma in realtà, nel
momento in cui una determinata specie vegetale o
animale ha dato nascita a una forma migliorata (si
dirà con Darwin "evoluta", termine che all' epoca non
esisteva ancora), la precedente versione della
medesima scompare.
Quindi Buffon, insieme a Lamarck che
successivamente appoggerà molte delle sue teorie,
è stato il primo, cento anni prima di C. Darwin, a
dare una impronta dinamica agli organismi viventi e
alle manifestazioni vitali
Il livello fenomenologico: Il fissismo
Nasce da una interpretazione letterale della Bibbia, a cui si vuole
dare una valenza di natura scientifica..
C. Von Linnè (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
FISSISMO/
CATASTROFISMO
Le specie
viventi, vegetali
e animali, sono
sempre esistite
come oggi le
possiamo
osservare/dopo
ogni evento
catastrofico, una
nuova creazione
Livello
fenomenologico
CREAZIONE
EVOLUZIONE
Indaga sul perché
Comparsa di
dell’essere in
nuove specie da
sé,perché c’è
specie
qualche cosa e non
preesistenti. Gli
niente. Riguarda la
organismi
differenza tra il niente cambiano
e qualcosa. La
aspetto nel
creazione non
tempo in
esclude l’evoluzione
risposta
all’ambiente.
Livello
Natura in divenire
ontologico
livello
fenomenologico
ERASMUS DARWIN
Il naturalista inglese Erasmus Darwin (1731-1802),
nonno di Charles Darwin, era tra coloro che
sostenevano che le specie viventi si trasformano nel
tempo e che tali cambiamenti, testimoniati dai fossili,
sono il risultato dell’interazione delle popolazioni con
l’ambiente.
Erasmus Darwin
Lo sviluppo
dell’organismo, così
come lo sviluppo della
personalità umana, si
determina grazie al
succedersi di interazioni
contrastanti. La
fisionomia degli
individui è il frutto
dell’interazione tra
popolazione e ambiente.
(Zoonomia, Gli amori
delle piante, 1794-1806).
Jean-Baptiste Monet De
Lamarck (1744-1829)
Negli esseri viventi è presente una spinta interna al cambiamento
che si manifesta attraverso l’uso e il disuso delle parti (“l’uso
potenzia l’organo mentre il disuso lo atrofizza”) e l’ereditarietà dei
caratteri acquisiti.
L’evoluzionismo lamarckiano

J.-B. Lamarck (1744-1829) pubblica
nel 1809 Philosophie zoologique

In essa sostiene che le specie si
trasformano nel corso del tempo

La tendenza verso la perfezione delle
forme viventi

La trasmissione dei caratteri acquisiti
dai genitori ai figli

L’esempio famoso delle giraffe

La critica di Cuvier

La rinascita del lamarckismo come
spiegazione della trasmissione
culturale (i memi di Dawkins)
LAMARCK
1892
L’uccello attirato dal bisogno
sull’acqua, ove trova la preda che
lo fa vivere, allarga le dita dei
piedi allorché vuole battere
l’acqua e muoversi su di essa: la
pelle che unisce le dita alla loro
radice, a seguito delle continue
sollecitazioni, prende l’abitudine di
distendersi. È così che si sono
formate, con l’andar del tempo, le
ampie membrane che uniscono le
dita delle anatre, delle oche e di
altri uccelli.
Sforzi simili, compiuti per
nuotare, cioè per spingere
l’acqua al fine di spostarsi entro
questo liquido, hanno disteso in
modo analogo le membrane che
uniscono le dita delle rane, delle
tartarughe marine, ecc.
LAMARCK
1892
Al contrario, l’uccello che per il suo
modo di vivere si abitua a
posarsi sugli alberi, e che
discende da individui che
avevano tutti contratto questa
abitudine, ha necessariamente le
dita dei piedi più allungate e
conformate diversamente da
quelle degli uccelli acquatici
considerati prima.
Col tempo le sue unghie si sono
allungate, appuntite e incurvate a
falce per meglio agguantare i
rami sui quali l’uccello si riposa
tanto spesso ...
Charles Lyell (1787-1875)
•Il padre della geologia
(principles of geology, 1833)
•Con lui, lo studio delle scienze
della terra diventa sistematico.
•Dilata la cronologia del pianeta
•La terra non è sempre stata
così come la vediamo ma ha
subito dei mutamenti lenti e
progressivi.
•Lo studio dei fenomeni attuali
è la chiave per capire gli eventi
terrestri del passato
Malthus e la socio-economia
•La popolazione tende ad accrescersi più rapidamente (progressione
geometrica) di quanto si acrrescano le sussitenze (progressione
aritmetica).
•Ogni generazione paga un tributo (mortalità) per carestie ed epidemie.
•La conseguenza è la lotta per la sopravvivenza
Charles Darwin e il viaggio sul
brigantino Beagles (1831-1836)
Nasce nel 1809, studia a Edimburgo
(medicina) e a Cambridge (teologia). La
sua preparazione è sommaria e non
naturalistica: “..I tre anni passati a
Cambridge furono sprecati, in modo
altrettanto completo dei due anni
passati ad Edimburgo o di quelli della
scuola media.”(Autobiografia)
Il viaggio sul Beagle
I fratelli Erasmus
e Charles Darwin
si iscrissero
all’Università di
Edimburgo ai
primi di ottobre
del 1825 per
diventare dottori
in medicina.
Charles si
iscrisse a 9 corsi:
anatomia,
chirurgia, pratica
di fisica, materie
mediche,
chimica e storia
naturale.
Dal punto di vista accademico lo
studente sedicenne sprecava il suo
tempo, però le numerose letture,
l’attenzione alle sue collezioni
naturalistiche, le ricerche ponevano
le basi dei suoi futuri successi
“frequentai le
lezioni di
geologia e
zoologia di
Jameson, ma
erano noiose
fino
all’inverosimile.
L’unico effetto
che produssero
in me fu la
ferma
determinazione
di non leggere
mai, per tutta la
vita, un libro di
geologia …”
Il viaggio sul Beagle
A Cambridge
gli studi non andarono meglio
“A Cambridge nessuna attività
mi ha impegnato con tanta
passione e procurato così tante
soddisfazioni come la raccolta
dei coleotteri”
Darwin fu iniziato agli studi di
Geologia a Edimburgo, ma fu
a Cambrige che si
appassionò a questa materia
grazie a
Adam Sedgwick
e a John Stevens Henslow.
Il viaggio sul Beagle
Nell’agosto del 1831Adam Sedgwick inizia una campagna
geologica nelle formazioni più antiche del Galles, insieme
a Darwin e per il giovane naturalista sarà una formidabile
preparazione alla comprensione della stratigrafia e della
tettonica. Inoltre Darwin acquisterà fiducia nelle sue
capacità di geologo.
Alla fine di agosto
Charles finì la sua
ricerca e ritornò
Shrewsbury perché …
“a quel tempo mi sarei dato del pazzo a rinunciare ai
primi giorni di caccia alla pernice a favore della
geologia o di qualsiasi altra scienza”
Ma al suo ritorno a Shrewsbury, lunedì 29 agosto
1831, Charles trovò la lettera di Henslow con la
proposta di imbarcarsi nel Beagle.
Il viaggio sul Beagle
“Se riesci a trovare una persona di buon senso che ti
consiglia di partire , ti darò il mio permesso.”
Il 31 agosto lo zio Josiah Wedgwood
scrisse al padre di Darwin
ottenendo l’autorizzazione a partire.
Il 1 settembre Josiah e Charles
poterono sfoderare i loro fucili
per la caccia alla pernice.
Il 2 settembre Charles era a Cambridge
da Henslow a riflettere sul da farsi
Il lunedì successivo parlò con FitzRoy,
e i due giovani (26 e 22 anni)
fecero di tutto per piacersi
Robert Waring Darwin
Il viaggio sul Beagle
Poi iniziarono i preparativi per la partenza,
il costo dell’equipaggiamento per il viaggio toccò le 600 sterline in più
l’Ammiragliato pretendeva 50 sterline all’anno per il vitto e l’alloggio a bordo.
Charles tentò di consolare il padre “dovrei essere diabolicamente
intelligente per spendere più del mio stipendio a bordo del Beagle” al che il
padre ribattè “Ma tutti mi dicono che sei estremamente intelligente! “
Il martello da geologo
Il costoso microscopio stereoscopico
portatile della bancks, raccomandatogli da
Robert Brown
Il viaggio sul Beagle
Nel dicembre 1831 C. Darwin si imbarcava
nel Beagle iniziando un viaggio naturalistico
che sarà alla base della sua formazione
culturale e della sua teoria sull’evoluzione
degli organismi
Il percorso e le principali tappe
L’esperienze nel campo della geologia
“..oggi abbiamo sentito il terremoto più violento
che si sia avvertito qui a memoria d’uomo”
“…un terremoto sconvolge in un istante le idee
più solide…”
“…un solo terremoto basta a distruggere la
prosperità di un paese…”
Darwin assiste a numerosi terremoti
a Valparaiso, a Tulcahuano, a Concepcion dove
la baia si solleva di 2 o 3 piedi, all’isola di S.
Maria
dove Fitz Roy rinviene mitili in putrefazione
perché sollevati dal terremoto a 10 piedi sopra il
livello dell’alta marea.
La teoria sull’origine delle barriere coralline
Nel viaggio Darwin aveva subito
distinto in tre classi le barriere
coralline:
Isole lagunari o atolli (Atolls)
Barriere o cinture di banchi (Barrier)
Scogliere frangenti o scogliere
marginali (Fringing reefs)
E aveva affermato che una teoria
seria doveva poter spiegale l’origine
di tutte e tre le categorie
… se noi immaginiamo che una tale
isola si immerge di alcuni piedi dopo
lunghi intervalli, …, il corallo
verrebbe a continuarsi verso l’alto,
sorgendo dalle fondamenta della
scogliera che lo circonda.
Il viaggio sul Beagle
Darwin arrivò nell’arcipelago
delle Galapagos
il 15 settembre 1835
e vi resterà fino al 20
ottobre.
Geochelone elephantopus
vandenburghi
Le isole Galapagos si rivelarono un vero e
proprio laboratorio dell’evoluzione,
dove gli effetti dell’isolamento e
della selezione naturale
si potevano e si possono toccare con
mano
Le osservazioni di Darwin
“… mi venne improvvisamente da pensare che le modificazioni
favorevoli tenderebbero ad essere conservate e quelle sfavorevoli ad
essere eliminate”…(Darwin, Autobiografia)
I fringuelli di Darwin

Isole Galapagos

13 varietà di fringuelli inesistenti
altrove

Becchi diversi adattati al tipo di
alimentazione

Il fringuello terrestre dal becco
grande (magnirostris) si alimenta di
semi grandi e duri. Il fringuello
arboreo grande (psittacula) mangia
insetti grandi. Il fringuello
gorgheggiatore (olivacea) è adattato
per alimentarsi di insetti piccoli. Il
fringuello terrestre piccolo
(fuligginosa) mangia semi piccoli e
duri.

Selezione naturale da un progenitore
comune

Deriva genetica
1859
On the Origin
of Species (1859)
“ Si può dire che la selezione
naturale scruta di giorno in
giorno, di ora in ora, in tutto il
mondo, qualsiasi variazione
anche la più leggera, rifiutando
quel che è cattivo e
accumulando quel che è
buono; lavorando
silenziosamente e
insensibilmente al
perfezionamento di ciascun
vivente in rapporto alle sue
condizioni di vita…”
Dal Catalogo di Buffon
On the Origin
of Species (1859)
“…Grazie a questa lotta per la vita, qualunque
variazione, anche se lieve, qualunque ne sia
l’origine, purchè risulti in qualsiasi grado utile ad
un individuo appartenente a qualsiasi specie,
contribuirà alla conservazione di quell’individuo
e, in genere, sarà ereditata dai suoi discendenti.
A questo principio, grazie al quale ogni più
piccola variazione, se utile, si conserva, ho dato
il nome di selezione naturale: essa non potrebbe
fare nulla se non si verificassero variazioni
favorevoli…”
On the Origin
of Species (1859)
“..Nei capitoli precedenti, parlando delle
variazioni (…) mi sono espresso come se
fossero dovute al caso. Naturalmente si
tratta di una espressione assolutamente
scorretta che, però, serve a far capire
chiaramente la nostra ignoranza delle
cause di ciascuna variazione particolare.”
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
Alfred Russel Wallace (1821-1913)
•Naturalista: viaggia in Sud America e Malesia raccogliendo
campioni
•Nel 1858 formula indipendentemente da Darwin una teoria sulla
selezione naturale
“…quando concepisco tutti gli esseri non come
creazioni speciali bensì come discendenti diretti di
alcuni (…) mi sembra che ne escano
nobilitati.”(The origins of species)
Da cosa si origina la specie?
• La specie è il frutto dell’interazione tra l’ambiente
(selezione naturale) e la diversità casuale esistente
tra gli individui appartenenti alla stessa popolazione
• Il processo di selezione naturale dei più adatti
comporta una trasformazione costante dell’intera
popolazione di una specie
• Essa sfuma lentamente nella specie successiva
senza interruzione oppure dà origine lentamente a
due o più specie discendenti (anello di
congiunzione)
• L’evoluzione è data dall’accumulo regolare di piccoli
cambiamenti ereditari nel corso di tempi lunghissimi
tanto da permettere le ampie differenze morfologiche
tra le specie
•l’evoluzione è il risultato dell’accumularsi,
negli individui di una specie di generazione in
generazione, di piccoli cambiamenti
ereditari nel corso di tempi lunghissimi
(gradualismo filetico).
•Il fattore tempo diventa fondamentale per
giustificare le vistose diversità anatomiche
esistenti tra generi, famiglie, ordini, classi
diverse di organismi.
•I piccoli cambiamenti (Microevoluzione) si
sommano per dare luogo alle grandi diversità
(Macroevoluzione)
•L’evoluzione darwiniana implica gli anelli
di congiunzione
Evoluzione del cavallo: caso classico di evoluzione
della specie interpretabile con il modello darwiniano
Negli ultimi 60 milioni di anni il piccolo
Hyracoterium e le forme affini sono
state sostituite gradualmente da
membri del genere Equus
caratterizzati da
* una taglia sempre maggiore,
* un minor numero di dita
* denti sempre più adatti a un
animale che vive nella prateria
(albero evolutivo ricostruito in base ai
reperti fossili)
Un altro esempio di micro evoluzione (in
tempi rapidi, quindi osservabile)
• Biston betularia
• Il processo di
industrializzazione in
Inghilterra determinò
un inquinamento che
causò il cambiamento
del colore dei tronchi
in nero e
conseguentemente
anche il colore delle
ali della farfalla
Il modello
della diversità
in natura è
simile ad un
albero, non ad
una scala. Dal
semplice al
complesso
Esplosione di flora e fauna nel cambriano
Storia evolutiva
degli animali
MACROEVOLUZIONE
MA DOVE SONO GLI ANELLI DI
CONGIUNZIONE?
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 di un’evoluzione geologica
ATTUALISMO
Evoluzione della Terra parallela a quella dei viventi
Attualismo o Uniformismo: i processi di formazione ed erosione delle montagne
interessano la superficie della Terra in modo ripetitivo e uniforme fin dai tempi più
remoti
La deriva dei continenti
Alfred Wegener nel 1915
Tettonica a placche
Formazione degli oceani
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
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
si può osservare che sono costituiti
Balena
dagli STESSI ELEMENTI
Cavallo
SCHELETRICI
Pipistrello
Uomo
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
3. L’anatomia comparata
strutture
omologhe
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
L’anatomia comparata
STRUTTURE ANALOGHE
Convergenza evolutiva
LE PROVE
DELL’EVOLUZIONE
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
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
4. L’embriologia comparata
•
LE PROVE DELL’EVOLUZIONE
PIANO DI SVILUPPO COMUNE
Le prove della biochimica
Una proteina della respirazione cellulare
Fortemente conservata: nell’uomo ha 104 aminoacidi, identica
nello scimpanzè, solo 1 aminoacido di differenza nei macachi,
18 nei polli, 19 nelle tartarughe, 56 nelle cellule di lievito
Un ottimo indicatore della distanza filogenetica sono le mutazioni neutre che si accumulano a ritmo
regolare nei geni e quindi nelle relative proteine. Le mutazioni si usano quindi come UNITA’ DI MISURA
DI TEMPO, un OROLOGIO MOLECOLARE che determina QUANDO è avvenuta la divergenza di due
specie a partire dall’antenato comune
Le prove della biochimica: Dna a confronto
SEQUENCING: si possono confrontare direttamente le sequenze
nucleotidiche di tratti di cromosomi, di cromosomi interi e persino
dell’intero genoma
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
TEORIA SINTETICA
DELL’EVOLUZIONE
La combinazione della teoria di Darwin con i
principi della genetica e con le numerose
scoperte della biologia molecolare è detta sintesi
neodarwiniana o teoria sintetica dell'evoluzione
(Evolutionary Synthesis).
Il termine Evolutionary Synthesis fu coniato nel
1942 da Julian Huxley ed il termine "sintesi"
allude all'aggiornamento della teoria darwiniana
con l'apporto del pensiero di scienziati di
differente formazione, come il paleontologo
G.G.Simpson, gli zoologi T.Dobzhansky e
E.Mayr.
Thomas Henry Huxley
Il mastino di Darwin
Julian Huxley è il nipote di Thomas, si è dedicato a rifondare la teoria
genetica alla luce della teoria darwiniana della selezione naturale
TEORIA SINTETICA DELL’EVOLUZIONE
Tutti i cambiamenti osservabili a livello
macroscopico sono riconducibili a piccole
innovazioni nel corredo genetico (mutazioni)
sotto la pressione costante e direttiva della
selezione naturale.
Le discontinuità (mancanza degli anelli di
congiunzione) furono interpretate come un
“caso speciale” dello stesso processo continuo,
e si imputava la loro esistenza principalmente
al mancato ritrovamento di fossili
INTEGRAZIONI SUCCESSIVE ALLA
TEORIA DI DARWIN
• Le differenze che sussistono tra gli individui (Darwin
non poteva spiegare la causa della variabilità tra gli
individui né dimostrare come si trasmettessero i caratteri
alla progenie) sono attribuite al genoma e alle sue
mutazioni casuali.
• Grazie alle leggi di Mendel (1865) viene introdotto un
modo nuovo di studiare la trasmissione dei caratteri:
si arriva a distinguere quali mutazioni si ereditano e
quali no, introducendo il concetto di:
Linea somatica
Linea germinale
EVOLUZIONE
MICRO
EVOLUZIONE
ACCUMULO DI
MUTAZIONI A
LIVELLO DEL DNA
MACRO
EVOLUZIONE
PROCESSI
EVOLUTIVI AVVENUTI
SU GRANDE SCALA
IN TEMPI GEOLOGICI
Aspetti fondamentali della
Teoria Sintetica dell’Evoluzione
• Tutti gli organismi discendono sicuramente da un unico
capostipite
• La variabilità individuale è frutto delle mutazioni che,
attraverso ricombinazioni alleliche, interazioni geniche e
crossing-over, arricchiscono il campionario dei diversi
aspetti che ogni carattere può assumere.
• L’evoluzione è un fenomeno di popolazione e non opera
su un genotipo ma sull’intero patrimonio genetico (Pool
genico)
• La selezione naturale preserva le mutazioni vantaggiose,
i cui portatori aumenteranno di frequenza da una
generazione all’altra, ed elimina più o meno rapidamente
quelle svantaggiose.
• Si impone il “riduzionismo genetico”(ogni proprietà
esterna è spiegata con mutazioni del DNA)
Il modello darwiniano non risponde
completamente. Lascia domande aperte…
• Dove sono gli anelli di congiunzione?
• Le lacune nella documentazione fossile è solo perché
non troviamo il fossile o perché non c’è? (discontinuità
nel processo evolutivo)
• Come spiegare “l’esplosione del Cambriano” ed il rapido
ripopolamento di specie dopo le grandi estinzioni di
massa? (troppo breve il tempo dell’evoluzione..)
• I caratteri degli organismi sono sempre “vantaggiosi”?
• Non stupisce che noi e lo scimpanzè condividiamo il
99% del DNA. Stupisce come quell’ 1% ci renda così
diversi!! (forse non è solo un problema di mutazioni e di
pressione ambientale, bisogna andare sulla proteomica)
• Il “caso” ha libero accesso a tutto il nostro pool genico ?