EVOLUZIONE

La Storia della vita

Creazionismo

Il pianeta Terra ospita moltissimi esseri viventi: adoggi si conoscono circa 2 milioni di specie maalcuni scienziati ipotizzano che possano esserealmeno 10 milioni. L'uomo si è sempre chiesto dadove avesse origine tutta questa diversità. Finoal 1700, quasi tutti gli scienziati eranoCREAZIONISTI ossia pensavano che tutte lespecie attuali fossero state create MOLTI ANNIFA da un Essere Superiore. Secondo questiscienziati questi organismi NON POTEVANOMODIFICARSI. I primi dubbi nacquero con leosservazioni geologiche e furono confermatidalla scoperta dei fossili. Nella figura si puòvedere un TRILOBITE un parente degli attualicrostacei ormai scomparso. Quasi il 99% dellespecie comparse sulla Terra sono estinte. Chesenso avrebbe creare così tante specie e poifarle sparire?

Fossili

I Fossili sono RESTI o TRACCE di antichi organismi che si sonoconservati fino a noi grazie a particolari processi. Quandoun essere vivente muore, se è esposto all'aria, vienedecomposto dai batteri che attaccano le parti molle mentrel'acqua o il vento distruggono le parti dure come le ossa o igusci. Quando succede questo non rimane tracciadell'organismo. Se però, l'essere vivente viene rapidamentesepolto sotto i sedimenti (come il fango o la sabbia), siverifica il processo di MINERALIZZAZIONE. I sali mineralipresenti nell’acqua sostituiscono tutte le molecole cheformano lo scheletro. Esistono altri processi di fossilizzazionecome l'IBERNAZIONE ossia la conservazione del corpo nelghiaccio e l'INGLOBAMENTO quando il corpodell'organismo viene ricoperto completamente da unasostanza come la resina dei pini che ne impedisce laputrefazione. Quest'ultimo processo porta alla formazione,dopo molti anni, di una roccia chiamata ambra.

L’età delle rocce

Per calcolare l’età delle rocce viene utilizzata la radioattività. Alcuni elementi presenti nelle rocce (uranio o carbonio) con il tempo si trasformano (in linguaggio scientifico decadono) ossia diventano altri elementi. Fortunatamente questo processo è molto preciso: calcolando il rapporto tra la quantità degli elementi iniziali e quelli trasformati, è facile risalire all’età delle rocce.

Catastrofismo

Nel 1815 Georges Cuvier, un grande scienziato, per giustificare l'esistenza dei fossili senza rinnegare il creazionismo elaborò la teoria del CATASTROFISMO: al momento della creazione, secondo lo studioso, le specie erano molto di più di quelle attuale poi una serie di catastrofi geologiche (inondazioni, terremoti, vulcani), avrebbero distrutto alcune forme di vita. Anche altri scienziati aderirono a questa teoria con alcuni varianti: alcuni studiosi, infatti, pensavano ad una alternanza tra catastrofi e nuove creazioni.

I primi evoluzionisti

Anche se la maggior parte degli studiosi era creazionista, già nel VIsecolo a.C. Anassimandro sosteneva che gli animali si evolvevano(ossia cambiavano nel tempo) e che gli uomini discendevano dai pesci.Nei primi anni del 1700, Geoges Louis Leclerc de Buffon propose unateoria mista: secondo questo scienziato oltre alle specie prodotte nellacreazione ne esistevano delle altre che derivavano da specie esistenti.In realtà non pensava ad un progresso ma ad una degenerazione: adesempio da un certo tipo ideale di felino, secondo de Buffon, con iltempo si erano formati, per degenerazione, leoni, tigri, gatti,leopardi....Era una ipotesi molto strana ma cercava di dare unaspiegazione teorica alla grande varietà di esseri viventi: ad esempiosolo di Coleotteri ne esistevano 500.000 specie e non si riusciva agiustificare perché un Essere Divino potesse avere un tale amore perquesti animali. Un altro evoluzionista fu Erasmus Darwin, il nonno diCharles Darwin. Secondo lo scienziato gli animali potevano cambiarequando si modificava il loro ambiente: ad esempio l'orso polare eraun orso normale che si era modificato vivendo al polo Nord e avevatrasmesso queste caratteristiche ai suoi cuccioli. In effetti il nonno diDarwin non era cosi distante dalla soluzione...

Lamarck

La prima teoria evoluzionistica completa fu enunciata dallo scienziato francese Jean Baptiste Lamarck nel 1809. Secondo lo studioso le prime specie animali si erano generate spontaneamente dalla materia non vivente (generazione spontanea), successivamente gli organismi si erano modificati a causa del cambiamento dell'ambiente. In estrema sintesi la teoria di Lamarck si basa su due punti fondamentali:¨ il principio dell'uso e del non uso degli organi secondo il quale un

organo si sviluppa o si trasforma se l'ambiente costringe ad usarlo all'infinito.

¨ il principio dell'ereditarietà dei caratteri acquisiti secondo il quale le caratteristiche acquisite durante la vita potevano essere trasmesse ai discendenti.

¨ la spinta interna: ogni organismo ha una spinta interna che lo spinge a migliorarsi.

In effetti un organo, se utilizzato molto, può svilupparsi però tale caratteristica non può essere trasmessa alla propria discendenza: un culturista, attraverso l’esercizio, riesce a sviluppare muscoli enormi ma questa caratteristica non potrà mai essere trasmessa ai propri figli.

Le donne Padaung

I Padaung considerano il collolungo come segno di bellezza; perquesto motivo alle bambine, fin dapiccole, vengono applicati deglianelli per allungare il collo.

Secondo voi i figli di queste donneavranno il collo allungato?

Darwin

Come abbiamo visto Darwin non fu il primo ad occuparsidi evoluzione ma fu talmente abile da riuscire a mettereinsieme tutte le conoscenze dell'epoca costruendo la piùimportante teoria delle scienze naturali. Darwin trasformòil ruolo dell'uomo sulla Terra: da padrone del creato adessere vivente che, come gli altri animali, è soggettoalle leggi naturali. Darwin, che proveniva da famigliabenestante, non dedicava molto tempo allo studio e,infatti, i suoi risultati non erano particolarmente brillanti:aveva iniziato con degli studi di medicina e poi erapassato a teologia.A 22 anni gli fu chiesto dipartecipare, come gentluomo di bordo, ad un viaggiointorno al mondo su una nave chiamata Beagle. Sulle naviinglesi dell'epoca, infatti, l'ammiraglio aveva rapportisolo formali con l'equipaggio per cui se voleva avere unrapporto di amicizia e qualcuno con cui scambiarequalche opinione doveva ospitare a suo spese ungentiluomo dell'alta società e così fece con Darwin.

Il Beagle

Il viaggio del Beagle iniziò nel 1831 e duròcirca 5 anni: durante il percorso raccolsemoltissimi campioni di animali, osservò le loroabitudini, confrontò le specie, sezionò,impagliò e disegnò ogni cosa. Visitò il Cileassistendo ad un potente terremoto e osservòche gli animali della costa orientale delsudamerica erano diversi da quelli dellacosta occidentale. Si fermò molto temponell'arcipelago delle Galapagos un gruppodi isole sperdute nell'Oceano Pacifico a circa1000 km dalle coste dell' Ecuador. Questoisolamento dovuto alla distanza dalle costesudamericane aveva permesso l'evoluzione dimolte specie di animali e vegetali: Darwinincontrò ben 13 specie di fringuelli (adessone esistono 14) che non si trovavano innessuna parte del mondo, moltissimetartarughe (da cui il nome dell'arcipelago) euna serie impressionante di iguane.

I Fringuelli

Nel suo viaggio alle Galápagos Darwin fu impressionato dalle strane somiglianze ediversità tra alcuni uccelli delle diverse isole. Contò 13 specie diverse. Quando tornò acasa, grazie ad un collega, riuscì a classificare questi uccelli come fringuelli. Notò,inoltre, che alcune caratteristiche erano uguali a quelle dei fringuelli del continente,altre invece, come la grandezza, le piume, e le dimensioni e la forma del becco ,avevano delle differenze enormi. Alcuni fringuelli delle Galápagos avevano il beccopiccolo tipico degli uccelli che mangiano insetti, altri becchi grandi e robusti adatti arompere i grani duri, tipici degli uccelli che mangiano semi. Altri ancora si nutrivano diinsetti e larve nascosti nei buchi degli alberi, come fanno i picchi; ma, non essendo staticapaci di sviluppare un becco lungo e robusto adatto a penetrare nei rami e neitronchi, avevano imparato un trucco: si aiutavano con uno stecchetto di legno perestrarre le prede. I fringuelli si erano diversificati per adattarsi al tipo di cibo adisposizione nell’isola dove abitavano: i pochi fringuelli arrivati migliaia di anni fa sulleisole dalla terraferma erano sicuramente TUTTI UGUALI ed erano abituati a mangiarele stesse cose. Trovandosi in un ambiente diverso pian piano si modificarono esopravvissero solo quelli con le caratteristiche più adatte al nuovo ambiente. Ogni isolaè un po’ diversa dalle altre, e quindi su ogni isola si svilupparono fringuelli diversi.

I Fringuelli

La Teoria di Darwin

Quali sono i principi della teoria dell'evoluzione ?La sovrabbondanza della prole. Questa idea gli era stata suggerita da un libro di un economista inglese, Thomas Maltus, secondo il quale la popolazione umana tendeva a crescere molto di più di quanto crescevano le risorse alimentari. Secondo Darwin tutte le popolazioni animali e vegetali generano un numero di figli superiore a quello sostenibile dalle risorse dell'ambiente in cui vivono.La variabilità degli individui. Tutti gli organismi di una stessa specie sono simili fra loro ma non uguali, in ogni popolazione i singoli individui hanno caratteristiche diverse alcune adatte all'ambiente altre meno.La competizione per la sopravvivenza. Gli individui di una stessa specie partecipano ad una competizione per il cibo, gli habitat e la riproduzione.Il diverso successo di alcune caratteristiche. Alcune caratteristiche sono vincenti rispetto ad altre in un determinato ambiente.La selezione naturale. Gli individui con le caratteristiche PIU' ADATTE all'ambiente hanno maggiori possibilità di avere dei discendenti ai quali tramettono le loro caratteristiche. Se queste caratteristiche continuano, nel tempo, a rimanere vantaggiose si può formare una nuova specie.

La Selezione naturale

Secondo Lamarck le giraffe originarie avevano il collo corto poi, a causa dello sforzo per cercare il cibo, le foglie delle acacie posizionate in alto sugli alberi, il collo si allungava e questa caratteristica veniva trasmessa ai discendenti. Secondo Darwin, invece, nella popolazione di giraffe esistevano animali con il collo più corto e altri con il collo più lungo. Le giraffe con il collo più lungo erano avvantaggiate nella competizione per il cibo per cui avevano maggiori probabilità di riprodursi e trasmettevano questa caratteristica ai propri discendenti. Dopo molto tempo la popolazione delle giraffe avrebbe avuto, in media, il collo più lungo. Darwin aveva ipotizzato la selezione naturale osservando un allevatore di piccioni che voleva ottenere degli animali con la coda più lunga: all'interno della popolazione sceglieva gli animali con la coda più lunga e li faceva accoppiare tra loro in modo che, dopo molte generazioni, riusciva ad ottenere, questa volta per selezione artificiale, una razza di piccioni con la coda particolarmente lunga. La natura ha lo stesso ruolo dell'allevatore e, come un giudice, garantisce lo sviluppo di una specie rispetto ad un'altra.

Confronto tra Darwin e Lamarck

Darwin Lamarck

LE PROVE DELL’EVOLUZIONE

Quali sono le prove dell’evoluzione?

La Paleontologia

Gli Organi Vestigiali e gli Atavismi

La Biogeografia

L’Anatomia comparata

L’Embriologia

LA PALEONTOLOGIA

L’antenato dell’Armadillo

Gliptodonte

Se l’evoluzione è una realtà, le specie che vivono in una certa area dovrebbero derivare dalle prime specie che sono vissute in quella stessa area. Gli Armadilli che sono gli unici mammiferi che possiedono una corazza ossea a protezione del corpo, vivono solo nelle Americhe quindi i loro antenati dovrebbero trovarsi tra i fossili di quel continente: in effetti in quell’area sono stati trovati i Gliptodonti, mammiferi erbivori corazzati con l’aspetto di Armadilli.

Armadilli e Gliptodonti

Gliptodonte Armadillo

Anelli mancanti

Anelli mancanti

Alcuni creazionisti ammettono che alcune variazioni nella forma e nelle dimensioni degli organismi sono possibili ma rifiutano l’idea che un organismo possa essere trasformato in un altro completamente diverso.La teoria dell’evoluzione ci insegna che per ogni coppia di specie, per quanto diverse, c’era in passato una sola specie che rappresentava l’antenato di entrambe. Questa specie viene chiamata anello mancante. Viste le difficoltà nella fossilizzazione sarà quasi impossibile trovare l’anello mancante però si potranno trovare specie simili, forma di transizione. Facciamo un esempio: gli uccelli derivano da un particolare gruppo di rettili, i dinosauri. Per dimostrare la discendenza comune dei due gruppi non è necessario trovare il fossile della singola specie che corrisponde all’antenato comune ma sarà sufficiente trovare fossili con caratteristiche comuni ai due gruppi. Quindi un rettile con alcuni caratteri tipici degli uccelli.

Dai Pesci agli Anfibi

Dai pesci agli anfibi

Circa 390 milioni di anni fa, gli unici vertebrati presenti sulla Terra erano i pesci. In alcune rocce più giovani (30 milioni di anni in meno) sono stati trovati animali simili agli attuali anfibi: corpo e capo allineati, collo distinto, arti ben sviluppati con alcune caratteristiche ancora in comune con i «pesci dalle pinne lobate» così chiamati per le grandi pinne ossee attraverso le quali si spostavano sui fondali di laghi e corsi d’acqua poco profondi. Gli scienziati hanno quindi deciso di cercare una forma di transizione all’interno di rocce sedimentarie di età compresa tra i 390 e i 360 milioni di anni fa che si erano formate per la deposizione di fanghi di acqua dolce infatti sia i pesci dalle pinne lobate si i primi anfibi erano di acqua dolce. Scelsero un’isola del mar glaciale artico vicino alle coste del Canada .

Tiktaalik roseae

Nel 2004 fu trovato un fossile che sarà chiamato Tiktaalik roseae che in lingua inuit significa grande pesce di acqua dolce.Aveva ancora branche scagli e pinne ma aveva caratteristiche di un anfibio: capo appiattito come quello di una salamandra , gli occhi e le narici sulla cima del capo, aveva il collo (i pesci ne sono privi).Soprattutto aveva:Costole robuste in grado di pompare aria nei polmoni o attraverso le branchieArti simili a quelle dei pesci lobati ma con meno ossa e più robuste che gli permettevano di camminare.Tiktaalik era ben adattato ad una vita in acque basse ma se osserviamo le sue caratteristiche possiamo capire il suo percorso evolutivo. Alcuni dei suoi discendenti avevano pinne/arti abbastanza robusti da potersi spostare tra i corsi d’acqua per evitare predatori o catturare i molti insetti giganti. La possibilità di avventurarsi sulla terraferma era probabilmente un vantaggio, quindi la selezione naturale ha premiato le caratteristiche che hanno portato alla comparsa dei primi anfibi.

Eusthenopteron: pesce a pinne lobate

Tiktaalik: scheletro e ricostruzione

Acanthostega: tra i primi anfibi

Cranio e arto di Tiktaalik

Dai rettili agli Uccelli

Dai Rettili agli Uccelli

A cosa serve mezza ala? Con questa domanda i creazionisti cercavano di mettere in discussione la teoria dell’evoluzione: secondo loro la selezione naturale non può spiegare questa transizione perché prevede stadi intermedi in cui un animale dovrebbe possedere ali rudimentali e una «mezza ala» potrebbe essere un problema piuttosto che un vantaggio. In realtà una mezza ala potrebbe non essere utile per volare ma potrebbe essere usata per planare. La capacità di planare , infatti, è presente in molti animali come negli scoiattoli volanti che usano una membrana che si estende lungo i fianchi, tra gli arti inferiori e quelli superiori. In realtà queste ipotesi sono diventate inutili quando si sono trovati fossili di alcune forme di transizione in rocce con l’età di circa 150 milioni di anni fa.

Archaeopteryx

Una prima forma di transizione è Archaeopteryx, un animale delle dimensioni di un corvo trovato in una miniera di calcare in Germania nel 1860. Questo animale, in realtà, ha più caratteristiche di rettile: mascelle con denti, coda ossea, artigli, dita separate nelle ali e collo che si inserisce nella parte posteriore del cranio e non inferiormente. I caratteri degli uccelli sono due: grandi penne e il primo dito delle zampe opponibili.

Microraptor gui

Fino agli novanta non essendo stato scoperto nessun altro rettile-uccello il legame tra i due gruppi è rimasto poco chiaro. Improvvisamente si scoprirono in Cina alcuni fossili con strutture filamentose che sono vere e proprie penne. Queste penne non potevano servire per volare ma probabilmente erano utili per il corteggiamento oppure per isolare il corpo e mantenere costante la temperatura del corpo.

Sinornithosaurus

ORGANI VESTIGIALI E GLI ATAVISMI

Cosa sono?

Gli ORGANI VESTIGIALI sonoorgani che non hanno piùnessuna funzione oppuresvolgono una funzione diversada quella originaria eriguardano tutti gli organismidi una specie. Se, invece, sitrovano solo in alcuni individuidi una specie vengonochiamati ATAVISMI

Palinsesti

Nell’Europa medievale, prima dell’invenzione della carta, i testi venivano scritti su pergamene, sottili fogli ottenuti facendo essiccare pelli di pecora, capra o di vitello. Alcuni artigiani, a causa dell’alto costo, riutilizzavano le vecchie pergamene già scritte grattando via le vecchie lettere e riscrivendo sulla pagina pulita. Questi manoscritti riciclati venivano chiamati «palinsesti» dal greco raschiato di nuovo.

Gli organismi sono palinsesti della storia

Come questi testi antichi anche gli organismi sono palinsesti della storia o meglio della loro storia evolutiva. Le piante o gli animali (compreso l’uomo) possiedono alcune caratteristiche che hanno un senso se sono considerati avanzi di caratteri un tempo utili ai loro antenati. Questi organi si chiamano vestigiali se compaiono in tutti gli individui di una specie oppure atavismi (dal latino «atavus» lontano antenato) se compaiono sporadicamente solo in alcuni individui.

Le ali

Le ali dello struzzo, come quelle di altri uccelli non volatori, non svolgono più la funzione per cui si era evoluto. In realtà non sono inutili ma vengono utilizzate dall’animale per rimanere in equilibrio quando corre.Gli uccelli non volatori vivono principalmente sulle isole dove il numero dei mammiferi e dei rettili ossia dei loro predatori è abbastanza basso. Gli altri come lo struzzo o il kiwi vivono nell’emisfero meridionale dove il numero di mammiferi è inferiore rispetto a quelli dell’emisfero settentrionale. Il volo è molto dispendioso , serve molta energia, se un animale vive in una zona con pochi predatori le ali servono a poco e allora gli uccelli nati con ali ridotte hanno avuto un vantaggio evolutivo.

La Talpa

Le Talpe vivono sottoterra dove gli occhi possono essere un fastidio se non servono: richiedono energia per formarsi e si possono danneggiare facilmente. Una mutazione che causa la riduzione degli occhi presenta un vantaggio per l’animale. La Talpa ha solo due organi vestigiali che si osservano spostando il pelo dal viso dell’animale.

La Balena

Osservando lo scheletro completo di una balena si possono osservare minuscoli arti posteriori e ossa del bacino scollegate dal resto dello scheletro. Queste ossa dimostrano la discendenza dei cetacei da antenati che vivevano sulla Terra.

L’appendice

L’appendice ciecale è un sottile cilindro di tessuto che rappresenta la parte terminale dell’intestino cieco. Negli erbivori come i Koala e i Conigli l’intestino cieco e la sua appendice sono molto sviluppati perché contengono batteri che aiutano l’animale a digerire la cellulosa che si trova nelle cellule dei vegetali. Nei primati come l’Orangutan che consuma meno foglie l’appendice è ridotta. Nell’uomo è piccolissima. In pratica è l’avanzo di un organo che era di grande importanza per i nostri antenati mammiferi che si nutrivano di vegetali. Questo organo tende ad infettarsi e, se non curato, può portare alla morte perché buca l’intestino. Fino alla fine del 1800 la mortalità per questo motivo era molto alta quindi la selezione naturale eliminava gli individui con l’appendice più lunga. Con le nuove tecniche chirurgiche la mortalità è diminuita per questo motivo, probabilmente, non è scomparsa del tutto.

La membrana nittitante

La membrana nittitante dal latino «nictare» (sbattere le palpebre) è una terza palpebra trasparente che si trova in alcune specie animali e che può essere calata sopra l'occhio per proteggerlo ed idratarlo mantenendo comunque la visibilità. Vari rettili, uccelli e squali hanno una vera e propria membrana nittitante, mentre in molti mammiferi (e tra questi anche l'uomo) c'è solo un piccolo residuo vestigiale all'angolo dell'occhio. Esiste tuttavia qualche mammifero (come l'orso polare, le foche e l'oritteropo) che presenta una vera membrana nittitante.

Tubercolo di Darwin

Il tubercolo (o lobulo) di Darwin è un ispessimento dell'orecchio. L'ispessimento del tubercolo di Darwin può essere o verso l'esterno o verso l'interno. Questo nodulo cartilagineo è posizionato sul bordo esterno del padiglione ed è un residuo dell'articolazione che permetteva ai nostri progenitori e a molti animali viventi di muovere e orientare le orecchie quindi di essere di grande aiuto per proteggersi dai predatori. Sotto il cuoio cappelluto abbiamo tre muscoli che si uniscono alle orecchie. Nella maggior parte degli individui non sono utilizzati invece alcune persone possono usarli per muovere le orecchie.

Un Atavismo: la Coda umana

Gli embrioni umani presentano una coda da pesce di dimensioni notevoli che incomincia a scomparire dopo 7 settimane. In alcuni rari casi la struttura non regredisce del tutto e così il bambino nasce con una coda che spunta dalla base della colonna vertebrale. La coda contiene le vertebre che normalmente sono fuse insieme nel coccige. Contiene vasi sanguigni, nervi e muscoli, può addirittura muoversi. Fortunatamente può essere facilmente rimossa con un intervento chirurgico.

Il disegno imperfetto

Anche se gli organismi sembrano progettati peradattarsi agli ambienti naturali in cui vivono l’ideache il progetto di partenza sia perfetto è una piaillusione. Un disegno perfetto sarebbe il segnodell’esistenza di un progettista abile e intelligente. Inrealtà il progetto non è perfetto, gli organi vestigialiche abbiamo visto sono quindi una conseguenzadelle trasformazioni evolutive.

LA BIOGEOGRAFIA

Distribuzione degli organismi viventi nel mondo

Le domande

¨ Perché organismi viventi di specie diverse ma simili di aspetto si trovano in zone della Terra che hanno lo stesso clima?

¨ Perché organismi della stessa specie vivono in zone della Terra molto distanti tra loro? Come possono aver avuto un antenato comune?

¨ Perché gli organismi che abitano le isole oceaniche sono diversi da quelli che abitano le isole continentali?

Perché organismi viventi di specie diverse ma simili di aspetto si trovano in zone della Terra che hanno lo stesso clima?

Convergenza evolutiva

Confronto tra piante

America: Cactus Australia: Euforbia

I Continenti

Molte piante del deserto presentano alcuni adattamenti: grossi fusti per trattenere l’acqua e foglie piccole o addirittura trasformate in spine per ridurre l’evaporazione. Però, mentre nei deserti americani osserviamo delle cactacee, in quelli africani, australiani ed asiatici non ci sono cactus ma euforbie. Le prime hanno nel fusto un liquido limpido e acquoso mentre le seconde hanno un liquido lattiginoso. Sono piante di specie completamente diversa. Perché dovrebbero essere state create piante differenti ma di aspetto simile in zone del mondo lontane tra loro ma con lo stesso clima?

Marsupiali e Placentati

Marsupiali: mirmecobio Placentati: formichiere

Marsupiali e Placentati

Marsupiali: Petauro Placentati: Scoiattolo volante

Marsupiali e Placentati

Marsupiali: talpa Placentati: talpa

Marsupiali e Placentati

Gli animali confrontati appartengono ai marsupiali che vivono solo in Australia e ai placentati che vivono in tutto il resto del mondo. I gruppi presentano differenze nel sistema riproduttivo: mentre nei marsupiali i piccoli completano lo sviluppo nel marsupio che è una tasca esterna, i cuccioli dei placentati completano lo sviluppo nella placenta all’interno dell’utero della mamma. Nonostante queste differenze sembrano assolutamente uguali. L’evoluzione spiega questa somiglianza con la CONVERGENZA EVOLUTIVA: le specie che vivono in ambienti simili sono sottoposti alla stessa pressione selettiva e sviluppano adattamenti simili (chiamate convergenze) assumendo un aspetto simile anche se non sono imparentate come il colore bianco dell’orso polare e della volpe artica.

Perché organismi della stessa specie vivono in zone della Terra molto distanti tra loro? Come possono aver avuto un antenato comune?

Distribuzione degli organismi

Glossopteris

Glossopteris è una conifera fossile che si trova in America del sud, in Africa del sud, in Antardide, in India e in Australia. Visto che i suoi semi non potevano attraversare gli oceani può essere considerata una prova della creazione di questa pianta nei diversi continenti? Assolutamente no: quando si sono formati questi fossili America, Africa, Antartide, India e Australia erano unite nella Pangea. I semi non hanno attraversato gli oceani perché questi continenti erano uniti

Perché gli organismi che abitano le isole oceaniche sono diversi da quelli che abitano le isole continentali?

Isole oceaniche

Le isole continentali (isole Brittaniche, Giappone, Madagascar) sono quelle che in passato erano unite ad un continente e poi si sono separate o per l’innalzamento dei mari o per lo spostamento delle placche. Le isole oceaniche non sono mai state unite ad un continente (Haway, Galapagos)

Osservate la tabella a sinistra: nelle isole oceaniche mancano quasi completamente alcuni importanti gruppi di organismi. Nelle isole continentali gli organismi, invece, sono simili a quelli dei continenti. Perché?

In realtà quando vengono introdotti dall’uomo sopravvivono benissimo anzi diventano dominanti e rimpiazzano le specie native

Organismi presenti Organismi mancanti

Piante Anfibi

Insetti e altri artropodi Rettili

Uccelli Mammiferi di terraferma

Alcuni rettili e alcuni mammiferi marini

Pesci di acqua dolce

Radiazione adattativa

Sulle isole non solo mancano i rappresentanti dei principali gruppi di animali ma i gruppi presenti comprendono specie molto simili. Ad esempio sono presenti alle Galapagos, delle isole nell’oceano pacifico al largo dell’Ecuador, 14 specie di fringuelli adattati a nutrirsi di cibi diversi come insetti, semi o bacche. Esiste addirittura un fringuello che utilizza una spina di un cactus per estrarre gli insetti dalla corteccia degli alberi

Fiori arborei

Alcuni fiori che, sul continente, hanno piccole dimensioni su alcune isole oceaniche possono avere forma arborea perché non devono competere con alberi o arbusti

Allora perché nelle isole oceaniche mancano alcuni gruppi di animali?

Una piccola riflessione ci permette di trovare la risposta: le specie che si trovano sulle isole oceaniche sono in grado di spostarsi su lunghe distanze. Gli uccelli possono volare sul mare portando con loro i semi delle piante che hanno mangiato e piccoli insetti o parassiti sul fango delle loro zampe. I semi di alcune piante, inoltre, possono raggiungere le isole galleggiando. I mammiferi terrestri non possono nuotare per lungo tempo e la maggior parte degli anfibi e i pesci di acqua dolce non possono sopravvivere nell’acqua salata. I mammiferi acquatici, come la foca monaca, possono invece arrivare alle isole attraversando il mare. E i rettili? Sulle isole Galapagos sono presenti le iguane. Nel 1995 alcuni tronchi e degli ammassi vegetali alla deriva a causa di un ciclone tropicale hanno «dato un passaggio» a 15 iguane sull’isola caraibica di Anguilla. Tronchi di alberi originari del Nord America sono stati trovati alle Haway. In realtà, come aveva osservato Darwin, alcune specie di Chirotteri (mammiferi terrestri) sono presenti sulle isole. Le specie presenti sulle isole sono molto simili a quelle dei continenti vicini e, trovando molte nicchie ecologiche libere e pochi predatori, riescono a formare specie diverse (radiazione adattativa) come i fringuelli delle Galapagos. Le isole continentali, invece, hanno organismi simili a quelli dei continenti. Solo le isole come il Madagascar o la Nuova Zelanda che si sono separate molto tempo prima che alcune specie come le piante moderne e alcuni primati si evolvessero, presentano una flora e una fauna leggermente sbilanciata (ossia senza alcuni gruppi di animali) e hanno caratteristiche biogeografiche intermedie tra le isole continentali e quelle oceaniche

ANATOMIA COMPARATA

Organi omologhi

L’anatomia comparata è la scienza che studia le differenze anatomiche tra i vari gruppi di animali. Negli arti dei vertebrati della figura sono state evidenziate con gli stessi colori le ossa corrispondenti: si possono verificare le somiglianze fondamentali, nella struttura e nell’organizzazione, anche confrontandole con l’arto dell’antenato ormai estinto. Vengono chiamati OMOLOGHI gli organi che hanno la stessa derivazione embrionale. Il fatto che organi che hanno funzioni completamente diverse come gli arti dei vertebrati siano costituiti dalle stesse strutture è una prova dell’evoluzione: che senso avrebbe, infatti, creare organi come la pinna della balena e l’arto di un uomo che hanno funzioni molto diverse, utilizzando le stesse ossa?

Arti dei vertebrati

EMBRIOLOGIA

Embriologia

L’embriologia è la scienza che studia è lo studio dei processi tramite i quali gli organismi crescono e si sviluppano prima della nascita. Il fatto che gli embrioni alla nascita siano molto simili è una prova che tutti i vertebrati hanno un antenato in comune.

Evoluzione embrionale

GRADUALISMOE

EQUILIBRI PUNTEGGIATI

Equilibri punteggiati

Un punto della teoria di Darwin è abbastanza controverso: mancano molti fossili intermedi (anelli di congiunzione) tra una specie ed un'altra.Esistono due correnti di pensiero:una parte degli scienziati sostiene l'ipotesi del gradualismo ossia secondo questi studiosi l'evoluzione procede per gradi e i fossili mancano perché non sono ancora stati trovati.altri sostengono che l'evoluzione procede per salti: teoria degli equilibri punteggiati. Secondo Gould e Eldredge le testimonianze fossili non sono lacunose ma dimostrano come è avvenuta realmente l'evoluzione: i fossili, infatti, secondo questa teoria, dimostrerebbero che ci sono lunghi periodi in cui non si hanno cambiamenti significativi (presenza di molti fossili) e periodi in cui si ha un'accelerazione delle trasformazioni (pochissimi fossili) che portano in breve tempo alla formazione di nuove specie (ancora molti fossili).

EVOLUZIONE IN ATTO

Biston betularia

La Biston betularia, una falena molto attiva di notte, durante il giorno riposa sui tronchi degli alberi di betulla e può essere facilmente predata dagli uccelli. La Biston ha due forme, una di colore grigio chiaro e l'altra, la carbonaria, di colore molto scuro. Fino al 1848 a Manchester, una città dell'Inghilterra, la maggior parte delle falene, circa il 90% era di colore chiaro mentre verso la fine del 1800 le falene erano quasi tutte scure. Cosa era successo?Un primo studioso, Tutt, nel 1896, ipotizzò come causa dell'incremento della falena scura l'inquinamento; tale ipotesi fu poi confermata da Kettlewell nel 1956. Prima della rivoluzione industriale le falene chiare si mimetizzavano bene e non erano riconosciute dagli uccelli. Successivamente il forte inquinamento dovuto al forte sviluppo delle industrie rese la corteccia degli alberi molto scura e le falene bianche facilmente riconoscibili così poche di loro arrivavano a riprodursi mentre la Biston nera divenne più adatta al nuovo ambiente.Nonesiste un individuo migliore di un altro, esistono solo degli organismi che, in un certo periodo, sono più adatti di altri all'ambiente in cui vivono: se cambiano le condizioni ambientali, però, la caratteristica vincente potrebbe diventare la causa dell'estinzione.